锂电中游第三篇-锂电负极

之前写了隔膜和正极，今天是锂电中游系列的第三篇，希望用较少的篇幅讲清楚锂电负极。

先说一下锂电池的原理，简单来说，我们可以将锂电池类比成水库，库里面有多少水（锂离子）取决于正极材料，库里能装多少水则取决于负极材料。开闸放水的时候，水从水库内流出（锂离子从负极表面离开），流出水库（完成放电过程）；而蓄水的时候，我们是将水从下游运输到水库内（锂离子离开正极，逆流而上与负极结合），完成能量储备（充电过程完毕）。可以看出，负极材料的与锂离子的结合能力，也决定了锂电池系统的能量密度。

目前市场上主流的负极材料是碳基体系，即石墨负极。其中又按照生产方式分为天然石墨和人造石墨。相比天然石墨材料，人造石墨具有更好的循环性能、倍率性能、电解液相容性以及更高的充电效率和安全性，更适合用于动力电池。凭借出色的性能，人造石墨的出货量在不断提升，16年68%，20年达到84%。

传言21年天然石墨的用量预计有小幅的上升，这是否意味着天然石墨重新获得的市场的青睐？不是的，出现这种情况主要是因为石墨需求量太高，人造石墨无法满足需求，部分中低端产品最终选择妥协，采用人造参杂天然的负极，同时也是在石墨涨价的情况下控制成本。至于为何出现供应紧张的格局，主要还是因为石墨化产能不足。

何为石墨化？石墨化是利用高温热处理，将乱层结构的碳原子转化为石墨晶体结构的过程，通俗来说类似于将杂乱的原子整理后分类堆叠起来。石墨化是一个重资产、高能耗、高成本的环节。（1）重资产：石墨化设备的单吨投资成本大约是1万元/吨以上，几乎等于负极其他环节总和的70%-80%；（2）高能耗：石墨化对电能需求高，40%产能都放在了电价较低的内蒙古；（3）高成本：石墨化在负极材料的生产成本中占比最高，大约为50%，甚至高于原料。

由于上述特点，石墨化成为了负极生产中最关节的一环，同时也是今年制约负极产能扩张的重要因素。实际上，19年之前，石墨化环节与现在情况正好相反，当时产能阶段性过剩，导致石墨化价格低，产能的扩建十分缓慢。20年开始的电动车浪潮，等于猛踩了一脚油门，对负极材料的需求快速飙升，石墨化发车太晚，反而成为了行业扩产的瓶颈。此外，由于石墨化投资额高、能耗高的特点，审批和建设周期长，产能短缺的情况在短期内解决无望。考虑到石墨化在负极材料的成本占比，这一环节不仅仅制约了未来2-3年石墨环节的产能，也是各负极企业成本竞争的关键之处。

抛开石墨化环节不谈，负极材料整体的供需还是比较健康的。从全球范围来看，未来3年内需求和供应的增速大体一致，预计行业的开工率将保持在60%左右。从近一年的价格来看，主要企业涨价不明显，大体控制在10%-20%，主要还是石墨化涨价导致。

与同质化严重的隔膜、电解液不同，负极材料技术指标众多，产品的差异化较强，不同型号负极在倍率性能、循环性能等方面均有明显差异，主要由使用场景决定。各家企业的产品定位和目标客户群体也有较大区别，例如璞泰来主打高端人造石墨，应用领域主要是高端消费和动力电池；杉杉和贝特瑞则是针对中端市场，其中杉杉采用人造石墨工艺，贝特瑞大部分为天然石墨；其余的企业大多针对中低端客户群体。故此，虽然行业整体集中度较高，但各家企业市占率差别不大，没有产生绝对领先的龙头。

目前负极材料CR5约为78%，长期保持四大多小的局面，格局相对稳定。20年数据显示贝特瑞、江西紫宸（璞泰来）、杉杉和凯金分列前四，市占率从22%到14%不等；剩余的中科星城、翔丰华、尚太科技也陆续通过配套LG、SKI等电池厂，力争做到版图不失。

各企业未来竞争的关键，或者说超额收益的来源，主要还是体现在工艺迭代以及一体化进程。

此处我们说的工艺迭代，一方面是指石墨生产工艺的改进，例如企业技改后可采用低价原材料，或者生产工艺的简化；另一方面是说负极材料路径的切换，典型例子是新型硅碳负极。硅碳负极特点是能量密度高，单独或者掺杂使用可以打破石墨负极上限，但是成本较高。目前硅碳负极还处于发展的早期，渗透率不足5%，业内对硅碳的预期主要体现在经济性体现后的渗透率提升，以及4680大圆柱的推动。

一体化进程主要指石墨化自供。前文已经提到石墨化的重要性，不再赘述。过去一年来石墨化价格飙升，摆两个数据大家自己体会，20年12月石墨化单吨费用1.3万，21年6月1.8万，12月直逼2.5万。从已披露的数据来看，20年行业负极毛利率最高的尚太科技，石墨化实现全自供；而自供比例较低的杉杉股份，负极毛利率也相对落后。如果按照今年石墨化成本翻倍的情况，石墨化自供对毛利率的影响还将进一步拉大。

	石墨化 自供比例	毛利率	产品品质	产品均价 （万元/吨）
贝特瑞	45.1%	36.8%	中端	4.2
杉杉股份	35%	27.7%	中端	4.3
璞泰来	71.4%	31.1%	高端	5.8
尚太	100%	39.3%	低端	2.6

同时，石墨化工艺也在不断改进，目前主流技术是艾奇逊石墨化炉（坩埚），未来趋势是箱式和连续式工艺。坩埚工艺石墨化度较高，工艺成熟，但是受限于炉体大小，能耗较高，加工速率低。箱式优点是反应炉足够大，开一次火可以烧制更多的石墨，分摊下来成本明显降低。连续式工艺特点是不停火，不需要停火等待冷却，明显提高了生产效率和产品一致性，进一步提升盈利水平。当然，目前亟待解决的问题是石墨化率低以及快速冷却问题。经测算，在100%自供的情况下，连续式较艾奇逊和箱式工艺，毛利率分别可以提升24%和8%。

展望未来2-3年负极行业，预计还是维持人造石墨为主，不会出现太大变化。龙头企业一体化布局逐渐深化，石墨化自供比例将不断提升。考虑到石墨化环节较高的设备投资额，加上石墨化新产能投放缓慢，等于变相提高了负极行业的壁垒，行业的集中度可能会有所上升。总的来说，还是继续看好石墨化进展顺利的龙头企业。

至于行业是否会有外来者威胁，这是制造业的不可避免的问题，目前进展靠前的“搅局者”包括山河智能，国民技术等，但考虑到行业壁垒，短期内行业出现颠覆者的可能性不大。

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【投资笔记】

市场评分：7.0

市场健康，坚定持股。

景气赛道：

军工、CRO、HJT设备...

景气改善：

有色、钢铁...