1 行業(yè)格局：過去復(fù)盤和未來預(yù)判

1.1 為什么負(fù)極行業(yè)格局分散？

負(fù)極格局分散系技術(shù)路線、產(chǎn)品定位、客戶分層所致，結(jié)果體現(xiàn)系價(jià)格分層

從技術(shù)路徑來看，璞泰來、中科、尚太主攻人造石墨，翔豐華和貝特瑞多為 天然石墨。

從價(jià)格帶來看，璞泰來、貝特瑞偏高端，中科電氣、翔豐華、尚太偏中低端。

從客戶帶來看，貝特瑞客戶主要系海外高端動(dòng)力、璞泰來主要系高端消費(fèi)電 子和海外高端動(dòng)力，中科電氣系海外二線動(dòng)力和國內(nèi)一線動(dòng)力，尚太、凱金 等主要依托寧德的增長。

技術(shù)路線：負(fù)極分為天然和人造石墨，人造石墨是目前主流

電池性能主要看能量密度、使用壽命、充放電速度、穩(wěn)定性和一致 性。對負(fù)極來說，材料比容量決定理論能量密度上限，首次效率影 響實(shí)際能量密度，壓實(shí)密度影響體積能量密度，循環(huán)次數(shù)影響電池 壽命，倍率性能影響充放電速度，高低溫性能影響電池在極端情況 下的穩(wěn)定性。

人造石墨各項(xiàng)性能更為均衡，是目前負(fù)極主流。人造石墨比容量和 天然石墨已經(jīng)比較接近且循環(huán)、倍率、高溫性能更優(yōu)，在下游應(yīng)用 更廣泛， 2020年國內(nèi)人造石墨出貨在負(fù)極占比達(dá)84%，較17年提升 16pct。

天然石墨：貝特瑞占據(jù)中高端市場、翔豐華占據(jù)中低端市場，均價(jià)相差約1.4萬元/噸

天然石墨賽道主要玩家為貝特瑞、翔豐華，從產(chǎn)品性能和 銷售均價(jià)看，貝特瑞所在市場較翔豐華高端：

從性能指標(biāo)看，貝特瑞天然石墨負(fù)極產(chǎn)品在中粒徑、首次 容量、壓實(shí)密度更優(yōu)。而中粒徑、首次容量、壓實(shí)密度越 大越有利于提升電池能量密度。

從銷售均價(jià)看，2019年貝特瑞天然石墨負(fù)極產(chǎn)品均價(jià)較翔 豐華高1.4萬元/噸。

1.2 未來行業(yè)格局如何？

演變1-相互滲透：動(dòng)力和儲能接棒消費(fèi)電子，成為各家必爭之地

消費(fèi)電子市場增速放緩，但高端市場仍盈利好。2020年消費(fèi)電池出貨75GWh，未來幾年增速預(yù)計(jì)保持個(gè)位數(shù)增長，增速慢但盈利狀 況較好，如在消費(fèi)電子市場占據(jù)絕對份額的璞泰來2017年產(chǎn)品單價(jià)在6.2萬元/噸，單噸盈利1.6萬元，而同期主營動(dòng)力市場的凱金能 源單價(jià)3.5萬元，單噸盈利0.45萬元。

動(dòng)力和儲能接棒消費(fèi)電子，成為各家必爭之地。動(dòng)力和儲能市場屬于新新市場，未來幾年都處于高增狀態(tài)，從現(xiàn)在到2025年增速均保 持在40%以上。

演變2-加速洗牌：預(yù)計(jì)未來負(fù)極競爭態(tài)勢優(yōu)于電解液，次于隔膜

行業(yè)洗牌的過程常常伴隨擴(kuò)產(chǎn)-價(jià)格戰(zhàn)-龍頭走出（市占率提升），負(fù)極正處于第一階段擴(kuò)產(chǎn)，電解液和隔膜已走出龍頭。

電解液價(jià)格戰(zhàn)下，全行業(yè)盈利普遍大幅下滑。17-18年電解液行業(yè)發(fā)生了激烈的價(jià)格戰(zhàn)，6F價(jià)格從17年初35萬元/噸一路下跌至18 年4月的15萬/噸，同期電解液從7.5~8.5萬元/噸下降至4~5.5萬元/噸，近乎腰斬。價(jià)格戰(zhàn)下18H1頭部企業(yè)的天賜、新宙邦毛利率下 滑至21%、27%，同比下滑22pct、7pct。

隔膜價(jià)格戰(zhàn)下，頭部企業(yè)恩捷仍保持高毛利。隔膜行業(yè)也是在17-18年發(fā)生價(jià)格戰(zhàn)，以恩捷為例，18年隔膜單價(jià)元/平，同比下滑 32%，而恩捷毛利率仍然保持在60%，單平凈利潤1.4元/平。

演變3-真正的龍頭：我們認(rèn)為未來負(fù)極龍頭是技術(shù)+成本均領(lǐng)先的全能型選手

此前負(fù)極市場比較割裂，一方面有天然/人造之分，另一方面又有高中低之分。一般而言消費(fèi)電子市場用戶價(jià)格敏感性低且電池成本占 比小，產(chǎn)品偏高端，動(dòng)力市場用戶敏感性高且電池成本占比高，產(chǎn)品偏低端。

割裂的態(tài)勢正在被打破，消費(fèi)電子盈利好但增速放緩，此市場龍頭為謀求新的利潤增長點(diǎn)，動(dòng)力市場是必爭之地，典型如璞泰來。動(dòng) 力市場并非就是低端市場的代名詞，其也有高端市場并且高端產(chǎn)品占比在提升，這從高鎳在三元的占比可以看出。

此外，人造石墨負(fù)極也不是負(fù)極技術(shù)迭代的終點(diǎn)，未來發(fā)展方向在硅基負(fù)極。 因此，未來的負(fù)極行業(yè)絕對龍頭需具備全方位的優(yōu)勢：1）高端市場更看技術(shù)競爭，負(fù)極廠需保持領(lǐng)先的技術(shù)迭代能力；2）中低端市 場更看重成本競爭，成本競爭依賴一體化+工藝know-how降本。

2 增效-技術(shù)漸進(jìn)式迭代=天然石墨→人造石墨→硅基負(fù)極

硅基負(fù)極是負(fù)極發(fā)展方向，暫未大規(guī)模商用系導(dǎo)電性差+體積膨脹嚴(yán)重

硅理論克容量有絕對優(yōu)勢，是未來負(fù)極材料的發(fā)展方向。石墨材料的理論克容量上限372mAh/g，目前高端產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到360- 365mAh/g，接近理論容量上限。因此需要更高能量密度的新材料來應(yīng)對需求。硅最能夠滿足更高能量密度的需求（理論克容量為 4200mAh/g），是市場公認(rèn)的下一代負(fù)極。

但導(dǎo)電性差、體積膨脹等問題制約了硅材料在負(fù)極上的商業(yè)化應(yīng)用：

硅材料屬于半導(dǎo)體材料，電子導(dǎo)電性和離子導(dǎo)電性差，不利于材料電化學(xué)性能的發(fā)揮。

硅嵌/脫鋰過程中伴隨著巨大的體積變化，從而影響循環(huán)壽命。Si材料在與Li進(jìn)行合金化的過程中體積膨脹可達(dá)300%以上（石墨材 料在12%），容易導(dǎo)致顆粒的粉化和破碎、SEI膜的破壞，從而嚴(yán)重影響鋰離子電池的循環(huán)壽命。

硅易與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，造成能量快速衰減。鋰鹽 LiPF6分解產(chǎn)生的 HF 會與 Si 反應(yīng)，Si 負(fù)極與電解液的界面不穩(wěn)定，Si 負(fù)極 材料表面形成的固體電解質(zhì)膜（SEI 膜）不能適應(yīng) Si 負(fù)極材料在脫嵌鋰過程中的巨大體積變化而破裂]，使Si 表面暴露在電解液中， 導(dǎo)致固體電解質(zhì)膜持續(xù)生成、活性鋰不斷消耗，最終造成容量損失。

硅基負(fù)極的劣勢可通過納米化、氧化亞硅和碳包覆三種方式改進(jìn)

硅單質(zhì)能量密度高但體積膨脹大導(dǎo)致循環(huán)、倍率性能差，故難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，一般采用以下方式改性：

納米化：硅納米化后可明顯縮小體積，提高循環(huán)性能，但納米粒子合成工藝復(fù)雜，粒徑大小和形貌不易控制。

與石墨復(fù)合：碳材料的體積變化較小、循環(huán)性能良好，硅材料體積膨脹大、循環(huán)性能差而比容量最大，將兩種材料復(fù)合可得到具有 高容量、體積變化較小、循環(huán)性能較好的硅碳復(fù)合材料。根據(jù)硅顆粒在碳顆粒中的分布形式不同，復(fù)合材料可分為包覆型、嵌入型 和分子接觸型。

采用氧化亞硅：硅氧材料較硅單質(zhì)有效緩解了體積膨脹，提升了循環(huán)性能，但降低了首次效率。SiOx材料在嵌鋰過程中的體積膨脹 僅為118%左右（硅單質(zhì)在300%），從而極大的提升了Si基材料的循環(huán)壽命，然而SiO材料獨(dú)特的反應(yīng)機(jī)理使得Li在首次嵌入到材 料的過程中會生成沒有電化學(xué)活性的Li4SiO4材料，導(dǎo)致SiOx材料的首次效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于石墨和硅碳材料。

3 降本-縱向一體化&工藝know-how

3.1 縱向一體化

視角1-生產(chǎn)工序：人造石墨負(fù)極核心工序在造粒和石墨化，是體現(xiàn)know-how的關(guān)鍵

人造石墨負(fù)極生產(chǎn)工序包括破碎、造粒、石墨化、炭化（可選）、篩分：

破碎：將石墨原料和瀝青按不同比例混合，并放入空氣流中進(jìn)行磨粉，將5-10mm粒徑的磨至5-10微米。

造粒：造粒是負(fù)極生產(chǎn)核心環(huán)節(jié)，具體分為熱解和球磨：1）熱解是指在反應(yīng)釜中，按照溫度曲線進(jìn)行電加熱，于200～300℃攪拌 1-3h，而后繼續(xù)加熱至400～500℃，攪拌得到粒徑在10-20mm 的物料，降溫出料；2）球磨是指將熱解后的物料在球磨機(jī)進(jìn)行 機(jī)械球磨，10-20mm 物料磨制成6-10μm 粒徑的物料。

石墨化：在石墨化爐中對炭材料進(jìn)行2000度以上的高溫?zé)崽幚怼?/p>

核心在造粒和石墨化，炭化一般適用于對快充有需求的產(chǎn)品。

造粒：石墨顆粒的大小、分布和形貌影響著負(fù)極多個(gè)性能指標(biāo)。顆粒越小，倍率性能和循環(huán)壽命越好，但首次效率和壓實(shí)密度越差， 反之亦然，生產(chǎn)核心在于合理的粒度分布。

石墨化：核心在于裝料方式、通電曲線的控制（升溫和降溫）。

視角2—成本結(jié)構(gòu)：石墨化和焦類占比較大

從人造石墨負(fù)極成本構(gòu)成看，占比最大的是石墨化（42%），其 次是焦類（14%）。早年行業(yè)體量較小，負(fù)極企業(yè)產(chǎn)能不足，將石墨化和部分粉碎、 造粒工序外協(xié)，又粗形成了加工費(fèi)，加工費(fèi)合計(jì)占比在50%左右。

3.2 工藝know-how

石墨化的持續(xù)降本：

1）電費(fèi)在成本占比達(dá)60%，低電價(jià)區(qū)域擴(kuò)建石墨化產(chǎn)線，搶占稀缺資源。

石墨化是傳統(tǒng)炭素行業(yè)的一種高耗能的成熟工藝，電費(fèi)成本占比在60%，電價(jià)對石墨化成本影響顯著。如璞泰來的山東興豐2020年 Q1石墨化成本為1.13萬元/噸（電價(jià)在0.6元/度），而內(nèi)蒙興豐為0.78萬元/噸（電價(jià)在0.3元/度）。

低電價(jià)區(qū)域?qū)儆谙∪辟Y源，政策上對高耗能項(xiàng)目的審批趨嚴(yán)，早期進(jìn)行擴(kuò)產(chǎn)的企業(yè)有先發(fā)優(yōu)勢。如內(nèi)蒙發(fā)改委今年1月指出：在未來 要實(shí)行更加嚴(yán)格的高耗能項(xiàng)目節(jié)能審查政策（石墨化是典型的高耗能項(xiàng)目） ，并進(jìn)一步提出不再審批鐵合金、電石、PVC、水泥熟 料、石墨電極材料、蘭炭等項(xiàng)目。

2）裝爐方式分為坩堝和箱體，具體選用體現(xiàn)know-how

廂式爐工藝單位能耗較坩堝大幅降低，理論上成本更低，但具體生產(chǎn)中哪種成本更低體現(xiàn)各家know-how。廂式爐單爐較坩堝爐有 效容積成倍增加，而總耗電量僅增加約10%，產(chǎn)品單位耗電量降低40%-50%左右。廂式爐理論上成本更低，但受熱均勻性低于坩 堝，因此對石墨化工藝掌握程度及技術(shù)優(yōu)化水平要求較高，廂板拼接過程精度較高，裝料吸料操作難度加大，加熱過程需更加精確 地控制送電曲線及溫度測量，控制不好材料容易出現(xiàn)受熱不均。

4 重點(diǎn)企業(yè)分析

4.1 璞泰來：一體化產(chǎn)能釋放帶來生產(chǎn)效率的提升，實(shí)現(xiàn)降本，動(dòng)力市場拓份額

公司17-18年布局石墨化，19年布局針狀焦，自建炭化產(chǎn)線，21年全工序一體化在四川開花結(jié)果。一體化優(yōu)勢來自于以下兩點(diǎn)：

延長產(chǎn)業(yè)鏈利潤鏈條。工序上，我們預(yù)計(jì)公司石墨化盈利約在0.3萬元/噸，其他工序在0.1萬元。原材料上，我們判斷公司以前 多用熟焦，現(xiàn)多用生焦自行加工成熟焦（熟焦和生焦的差價(jià)約在5000元/噸）。

提高生產(chǎn)效率。一體化前，我們認(rèn)為公司負(fù)極制備流程是江西（前端工序）-內(nèi)蒙（石墨化）-溧陽（炭化）-四川（中歐班列）， 一體化后預(yù)計(jì)運(yùn)輸費(fèi)用可節(jié)省0.1萬元/噸。

公司在石墨化和焦類的know-how的積累如下：

石墨化：公司同時(shí)擁有坩堝爐和箱體爐裝爐工藝，可根據(jù)產(chǎn)品需求選擇其一。公司20年對部分爐子進(jìn)行技改，但并未針對所有產(chǎn) 線，山東興豐36個(gè)窯爐27個(gè)改為廂式爐工藝，內(nèi)蒙56個(gè)窯爐28個(gè)改為廂式爐工藝，以便公司后續(xù)針對不同產(chǎn)品采用不同的裝爐 工藝。

針狀焦：公司四大核心技術(shù)之一便是“原材料甄選技術(shù)”。在豐富的材料實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和電池的性能數(shù)據(jù)的積累下，形成以針狀焦為 主、普通石油焦為輔、瀝青焦補(bǔ)充的原材料甄選原則。

4.2 中國寶安-貝特瑞：負(fù)極看好石墨化新技術(shù)+硅基負(fù)極

看好貝特瑞負(fù)極領(lǐng)域技術(shù)持續(xù)迭代：

石墨化：公司成功引進(jìn)石墨化新技術(shù)，技術(shù)降本初見成效。我們推測公司石墨化新技術(shù)為連續(xù)式石墨化，理論電耗僅為間歇式 爐的13-16%，考慮到運(yùn)行周期較長，我們預(yù)計(jì)連續(xù)式石墨化熟練產(chǎn)業(yè)化后，石墨化成本可降為目前間歇式艾奇遜爐的一半。

硅基負(fù)極：公司同時(shí)擁有硅氧、硅碳兩種技術(shù)路線，現(xiàn)有產(chǎn)能3000噸。硅基負(fù)極尚處于發(fā)展初期，預(yù)計(jì)可為公司帶來高毛利。