中 泰 证 券 研 究 所 专 业 ｜ 领 先 ｜ 深 度 ｜ 诚 信 ｜ 证 券 研 究 报 告 ｜ 2 0 2 1.08.05 工艺迭代是焦点，一体化和连续石墨化有望拉开成本差距 ——负极行业专题报告 苏晨 S0740519050003 陈传红 S0740519120001 2 摘要 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 qRzRuNnOqPpMnOrRvMtPyQ9P8QbRnPqQsQrQeRpPwOiNmMpR6MpOqMMYpNvNuOrQpO目录 CONTENTS 专业｜领先｜深度｜诚信 中 泰 证 券 研 究 所 下游需求爆发，供需格局改善 产品&工艺差异化拉大，集中度提升 新技术工艺壁垒高，产业化加速 投资建议 CONTENTS 目录 CCONTENTS 专业｜领先｜深度｜诚信 中 泰 证 券 研 究 所 1 下游需求爆发，供需格局改善 5 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。 图表：2020-2023年负极需求预测 来源：中泰证券研究所测算 项目 电池种类 2020 2021F 2022F 2023F 全球锂电池合计/Gwh 钴酸锂（3C等） 35.0 36.7 38.5 40.5 三元（含3C） 178.9 261.2 392.3 520.2 LFP 49.8 123.7 184.1 231.6 其他 5.9 7.7 10.0 13.0 总合计 263.4 429.4 625.0 805.3 负极材料单耗（吨/Gwh） 钴酸锂（3C等） 888.0 888.0 888.0 888.0 三元（含3C） 912.0 912.0 912.0 912.0 LFP 1026.0 1026.0 1026.0 1026.0 其他 1000.0 1000.0 1000.0 1000.0 负极材料需求（万吨） 钴酸锂（3C等） 3.1 3.3 3.4 3.6 三元（含3C） 16.3 23.8 35.8 47.4 LFP 5.1 12.7 18.9 23.8 其他 0.6 0.8 1.0 1.3 总合计 25.1 40.5 59.1 76.1 实际需求 29.6 47.7 69.5 89.5 结构：人造石墨市占率持续提升 图表：2016-2020年中国锂电池人造石墨与天然石墨材料出货量（万吨） 7.7 10.2 13.3 20.8 30.7 3 3.7 4.6 4.9 5.8 051015202530354020162017201820192020人造石墨 天然石墨 来源：GGII、中泰证券研究所 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 来源：GGII，中泰证券研究所 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。 正拓能源, 4% 中科星城, 6% 翔丰华, 7% 凯金能源, 14% 璞泰来, 16% 杉杉股份, 18% 贝特瑞, 23% 其他, 13% 石家庄尚太, 3% 翔丰华, 6% 中科星城, 7% 凯金能源, 16% 璞泰来, 17% 杉杉股份, 18% 贝特瑞, 22% 其他, 11% 翔丰华, 5% 石家庄尚太, 6% 中科星城, 7% 凯金能源, 13% 璞泰来, 17% 杉杉股份, 16% 贝特瑞, 20% 其他, 17% 中科星城, 6% 贝特瑞, 9% 杉杉股份, 18% 凯金能源, 19% 璞泰来, 24% 其他, 24% 中科星城, 7% 贝特瑞, 11% 杉杉股份, 19% 凯金能源, 20% 璞泰来, 22% 其他, 21% 中科星城, 8% 贝特瑞, 12% 杉杉股份, 19% 凯金能源, 15% 璞泰来, 21% 其他, 25% 图表：2018负极材料竞争格局 图表：2018人造石墨竞争格局 图表：2019负极材料竞争格局 图表：2020负极材料竞争格局 图表：2019人造石墨竞争格局 图表：2020人造石墨竞争格局 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。 图表：2020-2023负极材料产能布局情况 来源：wind、隆众资讯等，中泰证券研究所 国内负极产能（万吨） 2020 2021F 2022F 2023F 贝特瑞 13.3 15.5 25.5 29.5 璞泰来 7 12 15 25 杉杉股份 12 12 18 18 中科电气 5 8 9.2 10 翔丰华 2 3 6 9 东莞凯金 6.8 6.8 6.8 11.8 江西正拓 2.4 2.4 2.4 2.4 深圳金润 1 1 1 1 金泰能 1 1 4 4 深圳斯诺 4 4 4 4 石家庄尚太 3 6 10 10 华舜新能源 6 其他 5 10 国内供给合计 57.5 71.7 106.9 140.7 海外供给 12 12 18 20 总供给 69.5 83.7 124.9 160.7 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。 图表：2020-2023负极材料供需情况测算（万吨） 负极材料供需格局有望优化 来源：wind、隆众资讯，中泰证券研究所测算 29.6 47.7 69.5 89.5 02040608010012014020202021F2022F2023F实际有效供给 实际需求 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。 图表：天然石墨价格走势（万元/吨） 来源：wind，鑫椤锂电，中泰证券研究所 012345678低端均价 中端均价 高端均价 01234567低端均价 中端均价 高端均价 图表：人造石墨价格走势（万元/吨） CONTENTS 目录 CCONTENTS 专业｜领先｜深度｜诚信 中 泰 证 券 研 究 所 2 产品&工艺差异化拉大，集中度提升 12 来源：中泰证券研究所 负极企业的差异化来源分布 原材料甄选 高端化石墨工艺 针状焦布局 石墨化布局 艾奇逊 箱式 连续式 成本端 产品端 硅碳负极技术领先 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。 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。 13 来源：各公司公告，中泰证券研究所 产品差异化：人造石墨价格方差较大 图表：各企业石墨销售均价（2020年；单位：万元/吨） 5.8 4.3 4.2 3.0 3.0 2.6 2.3 01234567璞泰来 杉杉股份 贝特瑞 中科电气 凯金能源 尚太科技 翔丰华 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。 14 来源：各公司公告，中泰证券研究所 产品差异化：负极是产品差异化度较高的电池材料之一 图表：日立化成专利申请分布（2014） 工艺 性能优化案例 核心工艺 造粒 石墨材料的颗粒大小对电极比表面积和边缘原子的比例有很大影响，从而影响石墨负极材料的电池的制浆工艺、体积能量密度及首次充电时的不可逆比容量等。优化石墨颗粒的粒度分布及颗粒形貌可提高人造石墨负极材料的比容量和首次充放电效率。 石墨化 石墨化方式影响比容量、不可逆性以及产品一致性 优化工艺 包覆及表面改性 炭包覆和表面氧化改性可降低人造石墨负极材料的比表面积, 对提高其振实密度、比容量和首次充放电效率具有明显的作用 掺杂 掺杂微纳米多孔Si-Ag颗粒来改善石墨的导电性及提高充放电效率 图表：负极材料主要核心工艺 决定人造石墨的品质工艺主要取决于造粒、包覆表面改性、石墨化工艺中，高端人造石墨为提升性能，一般要采取混料、进一步碳化、包覆等工序，工艺更为复杂。 15 来源：各公司公告，中泰证券研究所 产品差异化：负极厂商工艺对比 图表：厂商石墨化工艺对比 进料检验 原料投入 粗碎 精碎分级 表面改性 造粒 整形筛分 石墨化 打散混合 筛分 磁选 包装入库 粗破 烘干 精碎 表面改性 焙烧 石墨化 打散混合 筛分 磁选 包装入库 领料 融合 原料投入 破碎 整形控制 石墨化 表面改性 筛分 磁选 包装入库 进料检验 低温热处理 原料预处理 混料 石墨化 混料 炭化 筛分 磁选 包装入库 进料检验 造粒 原料投入 破碎 造粒 石墨化 破碎 筛分 磁选 包装入库 进料检验 混合 混合 璞泰来 翔丰华 凯金能源 尚太科技 贝特瑞 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。 16 来源：各公司公告，中泰证券研究所 产品差异化：中高端具备较高壁垒 图表：各企业专利数量（截至2020） 050100150200250300350400450500贝特瑞 璞泰来 杉杉股份 翔丰华 尚太科技 凯金能源 050001000015000200002500030000350004000045000贝特瑞 璞泰来 杉杉股份 翔丰华 尚太科技 凯金能源 图表：各企业研发投入绝对值（万元，截至2020） 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