负极工艺迭代是焦点，一体化和连续石墨化有望拉开成本差距入标题
编辑｜邹伟烽
来源｜中泰证券 分析师：苏晨，陈传红
负极已经形成“四大三小”的竞争格局，一体化和连续石墨化将导致行业集中度进一步提升：
1、从供需看：负极产能扩张基本与下游需求增速基本一致，供需关系健康。石墨化紧缺将持续至22年；
2、从壁垒看：1）限电政策将进一步推动负极企业一体化布局加速，单吨投资额翻倍带来投资门槛提高；2）连续石墨化等新工艺提高了行业技术壁垒。
工艺迭代&石墨化一体布局将是负极企业超额收益的核心来源：
1、产品端：差异化较大，中高端产品工艺较复杂。负极材料的差异化特性导致了其价格方差较大，中高端产品工艺复杂，具备较高的技术壁垒。
2、成本端：工艺领先带来超额利润。当前正处于一体化布局初始竞争阶段，石墨化工艺从艾奇逊向箱式炉迭代。我们详细对比了艾奇逊、箱式和连续石墨化等工艺路线的成本结构和工艺难度，连续石墨化未来将成为头部公司强化竞争优势的核心抓手。
新技术在生产工艺上类似。我们对比了人造石墨、硅碳和不定性碳，新技术在生产工艺上和石墨基本一致。
投资建议：我们认为，未来几年负极的竞争将围绕一体化和连续化工艺进行竞争，一体化和连续化领先的公司持续具有超额利润。看好具备石墨化一体化布局优势、研发工艺迭代领先的负极企业，建议关注中国宝安（贝特瑞）、璞泰来、中科电气、尚太科技等。
风险提示：需求测算不确定性影响的风险，行业产能过剩风险导致竞争格局恶化风险，新技术应用不及预期风险，经济环境及汇率波动，研究报告使用的公开资料可能存在信息滞后或更新不及时的风险
（报告出品方/作者：中泰证券，苏晨、陈传红）
1 下游需求爆发，供需格局改善
需求：负极材料随下游高增
负极材料需求高增：预计2021-2023年负极材料需求将从47.7万吨增加到89.5万吨。
结构：人造石墨市占率持续提升
2016-2020年，人造石墨出货量由2016年的7.7万吨上升至2020年的30.7万吨，人造石墨在负极材料中占比从2016 年的68%上升到2020年的84%，人造石墨出货量大幅提高，在负极材料出货量中占比逐年提高。
竞争格局：四大三小，格局稳定
经过多年发展，目前负极材料已形成四大三小格局，贝特瑞、杉杉、璞泰来（紫宸）、凯金能源为头部一线企 业，贝特瑞为天然石墨绝对龙头，人造石墨份额稳步提升。
负极材料
行业产能：从负极材料供给来看，世界负极材料供应商主要在中国和日本，两国负极材料产能之和占世界总产能的95%以上。
供需格局有望优化：2020年以来，市场比较担忧负极扩产幅度大导致过剩。由于下游需求高增，基本消化了新增产能，我们预计负极 供需格局将维持。
价格：整体稳步下行，中端人造石墨有所回升
在国内现有的负极材料中。长期看，负极材料价格稳步下行，短期受石墨化、原材料价格支撑，低端和高端负极 材料价格稳定，中端人造石墨价格有所回升。
2 产品&工艺差异化拉大，集中度提升
负极企业的差异化来源分布
我们认为，负极材料企业的差异化主要来源于： （1）成本端：以石墨化、针状焦为核心的一体化布局，核心包括石墨化工艺路径的突破；（2）产品端：以高端化石墨工艺及原材料甄选技术，硅碳负极等新产品为主。
产品差异化
人造石墨价格方差较大：负极材料价格分布方差较大，以璞泰来为代表的高端人造石墨价格均价达5.8万元/吨，而低端的产品价格仅为2.3 万元/吨。
负极是产品差异化度较高的电池材料之一：负极材料指标众多，在平衡中前进。由于各类型电池及厂家对于石墨材料的参数要求不同且持续变化，以日立化成 为例，更多是通过参数控制来获得不同标准的负极材料，结合新工艺如包覆、复合与掺杂等对整体性能进一步提升。 负极技术优势的建立一方面将依赖于产品传统工艺造粒对不同产品迭代带来的经验积累和包覆等新工艺的研发。
中高端具备较高壁垒：低端负极材料对其产品的性能要求相对较低，技术上较为容易实现，门槛较低。高端产品工艺复杂且下游需求不断更新，龙头通过产品快速迭代保持领先。以璞泰来为例，其通过快速迭代保持领 先，每半年度G系列产品的性能指标均有所提升，持续满足高端客户功能改善、性能提升的技术和市场需求。
成本差异化
原材料、石墨化为核心成本：在人造石墨整个工序的成本中，焦类原料和石墨化工序占据较大比例，分别约为42%、50%。人造石墨根据其性能分为高、中、低端三类。高端人造石墨负极原材料采用针状焦，低端人造石墨负极材料采用 石油焦，两类人造石墨成本差异主要产生在于原材料焦类原料和石墨化和工序复杂度。
一体化布局&材料迭代
（1）一体化布局：1）尚太科技：100%自供石墨化。2）贝特瑞：依靠自供石墨化+天然石墨上游矿山开采、浮选到 负极材料成品一体化获取超额收益。3）璞泰来自供石墨化。3）中科电气：石墨化布局+石墨化工艺改进。
（2） 材料选取及替代：璞泰来、尚太科技等对原材料甄别进行研发，在保证材料性能情况下减少高价格的原材料 用量进行降本。
石墨电极&负极双景气，原材料价格上涨
价格变动：长期随着石油市场价格变动，短期受行业供需影响 （1）2019/8-2020/1：该段时期石油价格稳定，但随着行业不断扩产，针状焦价格走低。（2）2020/1-2020/10 ：行业受疫情大环境影响，市场活力受限。同时石油市场价格保持相对稳定影响，针状焦价 格变动幅度较小 。（3）2020/11至今 ：国内疫情转好，市场恢复迅猛。负极材料需求提升叠加石墨电极下游电炉开工率维持高位， 焦类需求提升，同时油浆价格上涨，推动针状焦、石油焦上涨。
石墨化产能趋紧，短期内新增产能有限
限电+下游高需求，石墨化加工供需趋紧。由于内蒙古电价较低，约40%石墨化产能建在内蒙古，内蒙古限电。因 此，石墨化加工需求也将随之成比例攀升，预测在2023年将达到83.6万吨。据隆众数据，内蒙地区独立及配套负极 石墨化企业限电比例20-50%不等，约影响5.4-13.6万吨产能，占比整体产能比例约7.7%-19.6%。以90%收率计算，2021年对应石墨化加工需求为44.5、64.9、83.6万吨产能。
石墨化：属于重资产行业，投资成本较高
石墨化定义：石墨化是人造石墨制备过程中的关键环节，也是成本差异化的最大环节。该环节是利用热活化将热 力学不稳定的碳原子实现由乱层结构向石墨晶体结构的有序转化。石墨化建设单吨投资成本整体相对较高，平均在1万元/吨以上。
工艺：当下以艾奇逊为主流
石墨化工艺路线可以分为连续式和间歇式，目前以间歇式为主。间歇式包括艾奇逊、内串、箱体式三类，艾奇逊为目前主流路线。连续式并无特定的设备，一般是指生产中没有 断电的过程, 石墨化的产品需要经过一系列的温区, 从而实现连续石墨化。
3 新技术工艺壁垒高，产业化加速
碳系性能触及天花板，硅碳负极优势显著
锂电池单体能量密度2020年达到350Wh/kg，2025年达到400Wh/kg，碳化石墨理论极限为370WH/kg，无法满足需 求。以NCA-220正极材料为例，负极材料分别使用石墨，Si-C-450，Si-C-1000，Si-C-2000，电池电芯的能量密度有明 显的提升。
硅碳负极产业化加速
目前硅基负极更像是电解液中的添加剂，其地位与LIFSI极为相似。虽然LIFSI较6F性能优越，但由于LIFSI成本 高，无法完全作为溶质，行业内采用以其作为添加剂的方式逐步扩大其用量比例。以三星SDI为例，第一代负极硅含量为2%并落地应用，2021年SDI将推出第二代含硅量7%的电池硅基负极；2024年 发布第三代，硅含量为10%。
硅碳负极需求预测
硅碳负极渗透率有望快速提升：目前硅碳负极渗透率仍较低，随着硅碳负极材料价格下降，硅碳负 极技术的改进和对电池能量密度要求的提升，硅碳负极掺硅量&硅碳负极装车量有望带动渗透率提升。
技术路线：硅碳、氧化亚硅各具优势
由于单硅基作负极材料会出现膨胀现象，导致电池内阻增加、容量快速下降，循环性能变差。为将其改性，从技 术路线上目前主要有两条路线：纳米硅/炭复合材料；氧化亚硅复合材料。（1）硅/炭复合材料结合了硅高比容量与炭材料高导电、低膨胀、循环稳定等特点，具有出色的能量密度；（2）氧化亚硅复合材料相较于硅/炭复合材料具有更小的体积效应和更加稳定的循环性能，应用更加广泛，在钢壳、 软包、方形铝壳等各类电芯中均可使用。
硅基负极工艺/资本双高壁垒
硅硅基负极相对于石墨负极材料的制备工艺复杂，大规模生产存在一定困难，且各家工艺均不同，产品目前没有 达到标准化，导致其价格一直居高不下，贝特瑞生产的硅基负极2017-2019年单价分别为20.8、21.5、23.1万元/吨。硅基负极材料的制备过程中多用到纳米硅粉，其生产对设备的要求极高，需要较大的资金投入且生产过程中能耗 较大，贝特瑞单万吨硅碳负极投资额达10亿元，远高于人造石墨单万吨投资（约1.7亿）。
钠离子：电池成本低廉，主要定位储能
钠资源储量丰富，原材料成本较低。锂资源在地壳中含量有限且分布不均,钠离子资源丰富，原材料成本远低于锂。
钠离子电池成本&性能特性早起更适用于储能装置。钠离子的理论能量密度有限，其低温性能和安全性更为稳定，且具 有更好的快充性能，符合储能装置的性能需求，并具备更低的成本。
4 重点企业分析
贝特瑞（中国宝安）：人造石墨扩产加速，连续化石墨或率先落地
贝特瑞是老牌负极龙头，天然石墨全球领先，人造石墨产能加速推进，此外，贝特瑞正处于连续石墨化 技术验证期，行业进度处于领先地位，有望率先实现连续石墨化产线落地。高镍领先，有望受益海外电动化增速。公司高镍核心客户覆盖松下、LG等海外核心动力电池厂商，随欧 美电动化加速，公司有望深度受益。
璞泰来：高端石墨&一体化布局领先
一体化布局领先：随着公司内蒙紫宸自筹资金建设的 2 万吨负极材料前工序和溧阳紫宸可转债 3 万吨碳化 工序产能于 2021 年初正式投产，江西紫宸 6 万吨负极材料前工序和内蒙兴丰石墨化二期产能在 2021 年下半年逐 步投入运营，公司负极材料的全工序一体化产能配套将更加完善，公司拓展中低端市场所面临的产能瓶颈有望得到 逐步缓解，确保 2021 年将具有 10 万吨负极材料及其配套的石墨化、碳化加工的有效产能，并力争在 2023 年形 成 25 万吨以上的负极材料产能以适应行业高速增长的市场需求。
尚太科技：宁德系负极厂商，一体化布局完善
石墨化立身，自供比例达100%。尚太科技以石墨化技术立身，目前是行业内唯一实现百分百石墨化自供的负极厂 商，毛利率处于行业领先位置。
宁德入股，有望受益核心客户增长。公司2017年进军负极材料进展迅速，宁德时代通过其旗下长江晨道间接入股 了尚太科技，目前负极材料核心客户即为宁德时代。宁德时代单家销售额达到3.94亿元，营收占比57.73%，占其负 极材料销售总额的比重达73.88%。、
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