锂电池行业系列报告之负极材料：人造石墨高歌猛进，硅基负极未来可期

行业深度报告 2022年09月28日 锂电池系列报告之负极材料 ——人造石墨高歌猛进，硅基负极未来可期 核心观点 负极材料需求旺盛，短期内负极材料供需紧平衡，长期供给或将远大于需求。从需求端来看，我们预计2025年全球负极材料总需求或将达到187万吨。从供给端来看，根据华经研究院统计，2021年全球负极厂商名义总产能110万吨，其中中国负极厂商总产能达94万吨，占比85%，韩国、日本总产能16万吨，占比15%。根据各公司公告，2021年主流负极材料上市公司璞泰来、贝特瑞、杉杉股份、中科电气、翔丰华产能分别为15.00/14.47/12.00/6.64/3.50万吨。根据百川盈孚大数据统计，2021年和2022年国内各厂商规划总产能为652万吨。 短期内石墨化供给偏紧，中长期来看石墨化紧缺情况有望缓解。“高温高耗电量+产能扩张较缓”或将导致我国石墨化供需错配。1）从供需情况上看，2023年我国石墨化或将呈现供给不足的情况。根据头豹研究院测算，2022年我国石墨化供给和需求分别为72万吨和64 万吨；2023年我国石墨化供给和需求分别为85.3万吨和91.4万吨；2）从能耗上来看，石墨化企业属于高能耗企业，受政策影响产能释放速度或将放缓。 负极材料一体化趋势明显，龙头企业优势突出。一体化是负极材料企业降本的主要方式，其中提高石墨化自供率为重中之重。1）石墨化在人造石墨成本中的占比较高。目前我国大部分负极材料厂商的石墨化都是以外协厂加工为主。根据璞泰来2021年年报，公司人造石墨的加工费占比为41.75%；2）电价上涨，抬升石墨化费用。根据璞泰来2021年年报，石墨化的主要成本为制造费用以及辅助生产费用，占比达到84.16%；3）受调控政策影响，有效产能不足，石墨化供应紧缺，石墨化加工价格上涨。负极材料厂商扩产石墨化产能，石墨化自给率有望提升。根据各公司公告，中科电气规划石墨化产能达20万吨，杉杉 股份规划石墨化高达50万吨，贝特瑞规划石墨化产能达28万吨。 硅基负极材料未来可期。1）硅基负极克容量高，可大幅提升新能源汽车的续航里程。续航里程是新能源汽车的痛点之一。为了满足消费者的续航需求，我国纯电动新能源汽车续航里程不断提高；2）快充车型纷至沓来，硅基负极高倍率性能傲视群雄。已有多家车企已经或即将推出800V的快充车型。为了提升电池的充放电效率，就需要使用高倍率的电池。3）大圆柱电池推出，负极材料膨胀率容忍度提高。主要原因为：大圆柱电池体积更大。硅基负极在充放电的过程中膨胀率极高，大圆柱电池的体积较大，为硅的膨胀预留了一定的空间，减少了膨胀所带来的影响；大圆柱电池表面为弧形。硅基负极的膨胀时多个方向可以分摊膨胀压力，因此对于硅基负极的膨胀容忍度更高。 投资建议 建议关注负极材料行业一体化布局较快的龙头企业。相关标的：璞泰来、贝特瑞、中科电气、杉杉股份。 风险提示 新能源汽车销量不及预期；石墨化扩产不及预期，产能释放缓慢。 评级推荐（维持）报告作者 作者姓名段小虎 资格证书S1710521080001 电子邮箱duanxh@easec.com.cn 联系人柴梦婷 电子邮箱chaimt@easec.com.cn 股价走势 相关研究 《【电新】特斯拉4680电池将于2023Q1在柏林超级工厂生产，8月国内太阳能发电同比增长10.9%_202209019》2022.09.19 《【电新】8月动力电池产量同环比高增，小米发布便携式储能及太阳能板产品_202209013》2022.09.14 《【电新】洞悉光伏主产业链系列三——光伏硅料：光伏产业链的“黑金”，双碳时代拥硅为王_20220913》2022.09.13 《【电新】大型独立储能发展进程加速，五部委推动新型电池技术产业化_20220905》2022.09.05 《【电新】2022年7月光伏月度数据简报 ——硅料价格持续上涨，装机需求仍显旺盛_20220830》2022.09.01 行业研究 ·综合电力设备商 ·证券研究报告 正文目录 1.负极材料简介5 1.1.负极材料：锂离子电池四大主材之一5 1.2.负极材料种类众多，人造石墨性能突出6 2.人造石墨主角地位难撼动，硅基负极粉墨登场6 2.1.石墨类负极性能优化进行时6 2.2.硅基负极接棒石墨类负极8 3.锂电池行业需求爆发，负极材料维持高景气9 3.1.“新能源汽车+储能”推升锂电池需求高增9 3.2.人造石墨需求较大，硅基负极出货持续高增13 3.3.负极材料需求测算15 4.负极材料短期供给偏紧，长期有产能过剩风险17 4.1.“三大多小”向“四大多小”演变17 4.2.短期负极材料供需紧平衡，长期或将供过于求18 5.“石墨化+一体化”企业优势凸显，硅基负极为未来发展方向20 5.1.受“双控+限电”影响，石墨化供给短期或仍将不足20 5.2.一体化趋势加剧，龙头企业优势凸显22 5.3.硅基负极未来可期24 6.标的公司26 6.1.璞泰来26 6.1.1.公司发展迅猛，多业务线并行26 6.1.2.公司营收大幅上涨，利润率强势回升27 6.1.3.多业务线条并行发展，高端人造石墨龙头地位确立29 6.2.贝特瑞29 6.2.1.负极材料龙头，天然石墨行业地位难撼动29 6.2.2.公司营收大幅上涨，利润率整体略微下滑30 6.2.3.布局多种负极材料，正极材料稳步推进32 6.3.中科电气32 6.3.1.负极材料后起之秀，深度绑定下游电池厂商32 6.3.2.公司营收呈现爆发式增长，且维持高增速增长33 6.3.3.“锂电负极+磁电装备”齐发展，积极推进新增产能项目建设35 6.4.杉杉股份35 6.4.1.锂离子电池材料头部企业，偏光片业务开启第二增长极35 6.4.2.公司营收及归母净利润爆发式增长，盈利能力有所回升36 6.4.3.锂电材料业务高速增长，偏光片业务稳定前行38 7.风险提示38 图表目录 图表1.锂离子电池工作原理示意图5 图表2.锂离子电池成本构成5 图表3.人造石墨与天然石墨对比6 图表4.天然石墨价格走势7 图表5.人造石墨价格走势7 图表6.人造石墨与天然石墨对比8 图表7.硅基复合材料相关性能指标8 图表8.主要硅基负极材料种类9 图表9.2017-2021年全球和中国锂电池出货量10 图表10.2017-2021年中国不同类型锂离子电池出货量占比变化10 图表11.2017-2021年全球和中国锂离子动力电池出货量10 图表12.2017-2021年全球和中国新能源汽车销量10 图表13.2017-2021年全球和中国锂离子储能电池出货量占比11 图表14.2017-2021年中国储能累计装机量11 图表15.2017-2021年中国风电及光伏新增装机量12 图表16.2017-2021年中国新能源发电配储比例变化12 图表17.2017-2021年全球和中国电化学储能占比情况12 图表18.2017-2021年电化学储能成本变化12 图表19.2017-2021年全球和中国锂离子小型电池出货量13 图表20.2017-2021年全球智能手机以及5G手机出货量13 图表21.2017-2021年全球可穿戴设备销量13 图表22.2017-2021年可穿戴设备产品结构占比13 图表23.2017-2021年我国天然石墨出货量14 图表24.2017-2021年我国人造石墨出货量14 图表25.2017-2021年我国硅基负极出货量14 图表26.2021年我国负极材料出货量占比14 图表27.负极材料需求测算16 图表28.2021年全球负极材料市场格局17 图表29.2020年中国负极材料市场格局17 图表30.2021年中国负极材料市场格局17 图表31.2021年负极材料上市公司现有产能汇总18 图表32.2021年负极材料产能占比情况18 图表33.负极材料在建产能汇总19 图表34.石墨化炉装炉剖面图20 图表35.石墨化炉装炉平面图20 图表36.我国石墨化供需情况21 图表37.石墨化炉类型多样21 图表38.2021年我国石墨化产能布局22 图表39.2021年中国石墨化市场格局22 图表40.2021年璞泰来负极材料成本占比23 图表41.2021年璞泰来石墨化成本占比23 图表42.委外加工对毛利率的影响23 图表43.2021年主流厂商石墨化自给率24 图表44.主流负极材料厂商石墨化扩产计划24 图表45.历年新能源续航里程变化24 图表46.快充车辆汇总25 图表47.圆柱电池尺寸对比26 图表48.4680电池示意图26 图表49.海内外圆柱电池布局情况26 图表50.璞泰来发展历程27 图表51.璞泰来权架构图（截至2022年半年报）27 图表52.璞泰来2017-2022年H1营收28 图表53.璞泰来2017-2022年H1归母净利润28 图表54.璞泰来2017-2022年H1毛利率、净利率28 图表55.璞泰来2017-2022年H1各项费用率28 图表56.璞泰来2017-2022年H1经营性现金流情况29 图表57.贝特瑞发展历程30 图表58.贝特瑞股权架构图（截至2022年半年报）30 图表59.贝特瑞2017-2022年H1营收31 图表60.贝特瑞2017-2022年H1归母净利润31 图表61.贝特瑞2017-2022年H1毛利率、净利率31 图表62.贝特瑞2017-2022年H1各项费用率31 图表63.贝特瑞2017-2022年H1经营性现金流情况32 图表64.中科电气发展历程33 图表65.中科电气股权架构图（截至2022年半年报）33 图表66.中科电气2017-2022年H1营收34 图表67.中科电气2017-2022年H1归母净利润34 图表68.中科电气2017-2022年H1毛利率、净利率34 图表69.中科电气2017-2022年H1各项费用率34 图表70.中科电气2017-2022年H1经营性现金流情况35 图表71.杉杉股份发展历程36 图表72.杉杉股份股权架构图（截至2022年半年报）36 图表73.杉杉股份2017-2022年H1营收37 图表74.杉杉股份2017-2022年H1归母净利润37 图表75.杉杉股份2017-2022年H1毛利率、净利率37 图表76.杉杉股份2017-2022年H1各项费用率37 图表77.杉杉股份2017-2022年H1经营性现金流情况38 1.负极材料简介 1.1.负极材料：锂离子电池四大主材之一 负极材料是锂离子电池的重要原材料之一。负极材料对于锂离子电池的能量密度、循环性能、充放电倍率以及低温放电性能具有影响较大的影响。从锂电池工作原理来看：在充电过程中，锂离子从正极材料中分离，经过电解液嵌入至负极材料中。与此同时，电子由负极材料运动至正极材料。由于负极材料具有较多的微孔，因此到达负极的锂离子将嵌入至微孔中，锂离子可嵌入负极材料的数量越多，电池的充电容量越高。在放电过程中，锂离子从负极材料中脱离，经过电解液嵌入至正极材料。负极的锂离子此时，嵌入至正极材料的锂离子数量越多，电池的放电容量越高。 图表1.锂离子电池工作原理示意图 资料来源：中国粉体网，东亚前海证券研究所 负极材料在锂离子电池成本中占比小于15%。锂离子电池四大主材为正极材料、负极材料、电解液、隔膜，其成本占比分别约为40%、15%、15%、30%。 图表2.锂离子电池成本构成 资料来源：凯金能源招股说明书，东亚前海证券研究所 1.2.负极材料种类众多，人造石墨性能突出 锂电池负极材料主要分为碳材料和非碳材料。碳材料包括：石墨类、石墨烯、无序碳。目前锂离子电池中应用较多的是石墨类负极材料，比如人造石墨、天然石墨。非碳材料中主要包括：硅基负极材料、钛酸锂负极材料等。硅基负极材料中可以分为SiO负极材料、硅碳负极材料、硅基合金负极材料。 图表3.人造石墨与天然石墨对比 资料来源：凯金能源招股说明书，东亚前海证券研究所 2