新能源汽车石墨材料 头豹词条报告系列

新能源汽车石墨材料行业分类 石墨材料行业按属性分为两类，分别是人造石墨和天然石墨。其中，因人造石墨形态多，耐磨性高，耐腐 蚀，渗透率低的优势，人造石墨是目前行业的主流。未来，人造石墨必然会进一步发展，因为天然石墨作为有限 [3] 的矿物资源，缺乏可再生性，而对石墨的需求只升不降，具有替代性的人造石墨的需求也会随之增加。 石墨负极材料分类 天然石墨是富碳有机物在高温高压的地质环境长期作用下转变而成的，是大自然的恩赐。天然石墨的工艺特性主要决定于它的结晶形态。结晶形态不同的石墨矿物，具有不同的工业价值和用途。天然石墨的种类较多，根据结晶形态不同，工业上将天然石墨分为致密结晶状石墨、鳞片石墨和隐晶质石墨三类。天然石墨密度高，容量比人造石墨更高。 天然石墨 人造石墨的形态较多，既有粉状，也有纤维状和块状，而狭义的人造石墨通常为块状，使用时需要加工成一定形状。其可看作是一种多相材料，包括石油焦或沥青焦等碳质颗粒转化的石墨相、包覆在颗粒周围的煤沥青粘结剂转化的石墨相、颗粒堆积或煤沥青粘结剂经热处理后形成的气孔等。一般来说，热处理温度越高，其石墨化程度也就越高。工业生产的人造石墨，其石墨化程度通常低于90%。相较天然石墨，人造石墨的传热性能和导电性能、润滑性和可塑性较弱，但人造石墨同样具有较天然石墨更好的耐磨、耐腐蚀、渗透率低等优势。 新能源汽车石墨材料分类 人造石墨 制作人造石墨的原料主要包含石油焦、针状焦、沥青焦、煤沥青、炭微球等；其下游产品主要包含石墨电极、预焙阳极、等静压石墨、高纯石墨、核石墨、热交换器等。 具有周期性 石墨行业受上游工业行业周期性影响 石墨电极行业受宏观经济影响较大，具有较强的周期性特征。石墨电极行业的主体主要是制造企业；而制造业的发展则与经济密切相关，属于强周期性行业，它的盈利会随着经济有波动，因此石墨电极行业也受 经济周期的影响。 区域发展不平衡 不同地区石墨行业发展情况不同 墨化是人造石墨生产制备的关键环节，同时又是高能耗环节。石墨化本质是使用高温热处理（HTT）对原 子重排及结构转变提供能量的过程，需要消耗大量能量，电费在石墨化成本中占比高达60%，而石墨化成本在人造石墨负极制造成本中占55%，降低石墨化电耗是降本关键，因此国内石墨化产能多分布于低电价 地区内蒙、四川等。这种地区发展不平衡也造就了市场集中度高，主要集中于内蒙，四川等地。 市场准入门槛高 该行业对设备和技术拥有较高的要求，导致技术门槛高，进入市场的门槛高 石墨作为新能源汽车电池负极的重要原材料,其技术门槛也越来越高。因为石墨电极生产需要高纯度的石墨 粉末和环保型粘结剂,这就要求生产厂家需要拥有先进的技术和设备;其次,石墨电极的加工过程也需要高精度的数控机床和加工工艺,这要求生产厂家具备强大的技术实力和丰富的加工经验;最后,石墨电极的性能测试和 质量控制也需要先进的检测仪器和检测方法,这对生产厂家的技术实力和管理水平也有较高要求。 萌芽期 1930~1996 该阶段我国黑龙江、山东南墅石墨矿开始开采和生产加工，此时的选矿工艺简单，生产率极低，年产 量较低，仅有几千吨 国内开始规模化采用石墨，企业会简单加工，技术发展不成熟 启动期 1997~2015 1997年鞍山热能研究院突破重重困难成功研发出MCMB，并实现了吨级量产。随后在1999年鞍山热 能研究院和杉杉科技股份有限公司签署合作协议，并进一步提升了MCMB的产能，至此国内MCMB 依靠日本进口的局面被打破。2000年前后天津大学王成扬教授也成功研发出MCMB技术，次年在天津市铁城电池材料有限公司实现产业化。在2000 年前后随着3C数码类电子产品的不断普及，对于电 池性能的要求也越来越高，价格昂贵且容量较低的MCMB已经无法满足市场的需求，对于性能更加优异的人造石墨和天然石墨的开发也就应运而生，在2005年上海杉杉科技公司成功开发出人造石墨 新品FSN-1，标志着石墨负极的发展更上一层楼。 有技术性的突破，石墨产量大大提高，大量企业进入市场，杉杉科技股份有限公司、贝特瑞新材料集 团股份有限公司在这个阶段掌握了核心技术，为之后成为龙头企业奠定了一定基础。 高速发展期 2016~2025 2015-2023年2月，我国新能源汽车产量在政策的引导下，销量连年增长，人造石墨作为动力电池的 主要材料，其市场需求也随着新能源汽车行业的发展而不断增长。人造石墨的产量从2016年的8.1万吨发展到2022年为115.1万吨，期间复合增长率为56.3%，增速高于负极材料年均增长率。 随着下游新能源汽车电池行业的发展而迅速发展，企业竞争激烈，暂时形成三大多小的格局，这三大分别是杉杉股份有限公司、贝瑞特、璞泰來。 新能源汽车石墨材料产业链分析 石墨行业产业链上游为原材料及设备，中游是产品加工，下游则是终端应用新能源汽车锂电池。 上游的原材料和设备比较的是企业自身具有的资源，是否能采集质量好且足够多的石墨材料。产品加工中石 墨产品加工四个主要工序为破碎、造粒、石墨化和筛分。其中，破碎与筛分技术门槛较低，生产工艺相对简单，造粒与石墨化是体现负极材料企业生产技术与工艺水平的关键环节，这两个步骤能使材料变软，压实密度提高， 更接近作为电池负极材料的指标，因为石墨颗粒越小，倍率和循环性能越高，因此哪个企业这两个环节技术最先进，做得最好，则有利于打造成本、产品差异化竞争优势。下游的终端应用中石墨主要是用于制作耐火材料、电 池、铸造和制动衬片，占比约为80%，随着新能源汽车行业的兴起，石墨作为锂电池负极材料的比率逐渐上升。 中游主要负责产品加工，但中游许多企业也会开展上游的业务，因为这两个环节关系紧密，许多设备及其原 [9] 材料可以共同使用，能帮助企业拓展业务增加其核心竞争力的同时不会花费较多的成本。 上 产业链上游 生产制造端 原材料 上游厂商 中国五矿集团有限公司 方大炭素新材料科技股份有限公司 贝特瑞新材料集团股份有限公司 查看全部 产业链上游说明 上游原材料包括针状焦及石油焦。 近几年中国针状焦行业产能产量持续增长，宝泰隆、方大炭素、永东股份、山西宏特等企业的产能及 生产规模持续扩大。其中山东京阳、山东益大产能位居前列，均为18万吨，山西宏特、宝武碳材、方大喜科墨、鞍山开炭等企业产能位居前五六，分别为15万吨、10万吨、6万吨及6万吨。石油焦作为 碳基负极材料的主要原材料，近年来产量整体呈上升趋势，2022年中国石油焦产量累计达到了2776万吨，同比增长0.69%，为历史性高点。中国石油焦产量的持续增长，供应面出现了明显的过剩情况 （2022年中国石油焦行业整体开工率税率仅有66%左右），石油焦价格因供应端过剩而大幅下跌， 截至2023年3月初，价格已从5000元/吨跌至2500元/吨。石油焦自2018年大规模进入生产线应用以 产业链中游 品牌端 石墨加工企业 中游厂商 贝特瑞新材料集团股份有限公司 宁波杉杉股份有限公司 广东凯金新能源科技股份有限公司 查看全部 产业链中游说明 产业链中游主要包括对石墨的加工，中国作为石墨大国，资源相较于其他国家更为丰富，资源储量达2.6亿吨，是世界第二大石墨资源国家，供应充足。石墨可分为人造和天然两种类型。在天然石墨领 域，贝特瑞是全国的龙头企业，市占率高达63.6%，占据绝对主导地位，其次翔丰华市场份额为 8.4%，两者合计占据天然石墨市场72%的份额。天然石墨的出货量增速较低，2017-2022年复合增长率为36.4%显著低于人造石墨的出货量增速 (63%)；而在人造石墨领域，江西紫辰、凯金能源、杉 杉股份、贝特瑞市占率位居前四，呈现出明显的“四大多小”格局。近年来人造石墨出货量高速增长，其中2021年达到115万吨，同比增长88.5%，略高于负极材料的整体增速，下游需求旺盛及渗透 率提升共同带动出货量增加。 由于中游与上游环节紧密相连，一些企业如贝瑞特和杉杉股份不仅涉及上游业务，还涉足中游业务。 这些企业通过拓展上游业务，掌握石墨的生产与加工设备的生产，降低成本，提高竞争力，并巩固其在市场上的龙头地位，同时减少对供应商的依赖。 中国负极材料行业的集中度较高。2022年负极材料行业市场CR3为51.2%，CR5为68.5%，贝特瑞和杉杉股份两大龙头双足鼎立，其中贝特瑞市占率达26.2%杉杉股份市占率为16.1%6。江西紫辰、 中科星城、凯金能源和尚太科技市占率均在9%左右。头部企业具有更强的技术与成本优势，占据更 高的市场份额。其中，贝瑞特在2022年实现营业收入256.79亿元，同比增长144.76%，处于高速发展阶段。 下 产业链下游 渠道端及终端客户 新能源电池制造企业 渠道端 宁德时代新能源科技股份有限公司 宁德时代电机科技有限公司 比亚迪股份有限公司 新能源汽车石墨材料行业规模 中国新能源石墨负极材料市场规模总体呈增长趋势，2018到2022年石墨负极材料行业规模从129.98亿元增 长至746.38亿元，复合增长率为55%，预计2023到2027年，市场规模会由1020.9亿元增长至5023.51亿元，年复合增长率为49%. 市场规模变化主要受两个因素驱动：（1）石墨负极材料受市场影响，价格有一定波动，主要受供给的影 响。根据头部企业璞泰来年度报表中负极材料产生的营业收入和销量计算出每年的负极材料销售价格。根据数据 显示，2017-2019年价格有升有涨，但价格仍然保持在6万以上。2020年开始下游新能源汽车电池需求增加，促进石墨负极材料需求也增加，也导致供给增加，市场产能足够满足需求，导致价格下降至6万以下。2022年前三 个季度负极材料需求突然上升，导致价格上涨，最后一个季度需求才有所下降，因此2022年比2011年价格有所增长。（2）石墨负极材料由于技术的发展，无论是质量还是数量都在增长。由2018年的19.2吨到2022年的 136.2吨，随着技术的不断发展，石墨负极材料的需求会逐渐增长。 未来石墨负极材料的行业呈现如下趋势：（1）石墨负极材料出货量迅速增加，产能增加以满足下游动力电 池对石墨材料的需求，低端石墨的产能会逐渐减小，中高端石墨产能会增加。（2）石墨价格持续小幅度波动， 价格变化小于1万，未来低端石墨在石墨产量中的占比会逐渐减少，中高端石墨占比会增加，因此未来石墨价格 可能会缓慢上涨。 石墨材料行业规模 新能源汽车石墨材料行业规模 [11] 新能源汽车石墨材料政策梳理 [12] 政策名称 颁布主体 生效日期 影响 《“十三五” 节能环保产业发展 国家发改委等部门 2016 规划》 规划中提出加大能量系统优化技术研发和推广力度，鼓励先进节能技术、信息控制技术与传统生产工艺的 政策内容 集成优化运用， 加强流程工业系统节能。对部分行业推动余热余压资源回收利用、推进固态余热资源回收 利用、探索余热余压利用新方式，鼓励余热温差发电。 该政策提出了对石墨材料行业的规范化要求，鼓励优化技术，提高产品质量，是对行业的规范化政策，发 政策解读 布这个政策主要是希望实现行业高质量发展的期望，因此这个政策是对行业未来发展打好夯实的基础。 政策性质 规范类政策 [12] 政策名称 颁布主体 生效日期 影响 《关于加快推进环保装备制造业发 工信部 2017 展的指导意见》 指导意见中提出到 2020 年，在每个重点领域支持一批示范引领作用的规范企业，培育十家百亿规模龙头 政策内容 企业，打造千家“专精特新”中小企业，形成若干个带动效应强、特色鲜明的产业集群，预期环保装备制 造业产值达到 1,000 亿元 该政策对行业发展是利大于弊，鼓励行业内企业大力发展，提高行业吸引力，吸引更多企业进入市场，激 政策解读 发市场活力，努力打造规模化的产业集群。 政策性质 鼓励