鋰電池負極材料主要分為天然石墨負極材料和人造石墨負極材料。其中,天然石墨負極材料的上游為天然石墨礦石,人造石墨負極材料的上游包括針狀焦、石油焦、瀝青焦等原料。鋰電池負極材料下游行業為鋰電池行業,下游行業的產品最終應用于動力電池、3C消費電池及工業儲能電池三大領域。
產業概況
1、定義:鋰電池負極材料是鋰電池的重要材料
鋰電池負極材料在鋰電池中起儲存和釋放能量的作用,主要影響鋰電池的效率、循環性能等。鋰電池負極材料由碳系或非碳系材料等負極活性物質、粘合劑和添加劑混合制成糊狀膠合劑,均勻涂抹在銅箔兩側,經干燥、輥壓而成。
鋰電池負極材料根據其負極活性物質的不同可分為碳系和非碳系負極材料兩大類:1)碳系材料可以分為石墨、硬碳、軟碳和石墨烯等負極材料,石墨烯負極材料又可進一步分為天然石墨、人造石墨、復合石墨和中間相碳微球。其中,天然石墨和人造石墨的應用較為廣泛。2)非碳系材料分為硅基、鈦酸鋰和其他非碳材料。
2、產業鏈剖析:下游鋰電池行業對負極材料發展影響較大
在鋰電池負極材料的上游,原材料根據產品種類不同而不同:天然石墨負極材料的上游原料為天然石墨礦石,人造石墨負極材料的上游原料我針狀焦、石油焦、瀝青焦等;在鋰電池負極材料的的設備方面,主要包括流化床、回轉爐等。
鋰電池負極材料的中游為鋰電池負極材料的生產加工商,生產含不同種類的負極材料,其中最主要的為天然石墨負極材料。
鋰電池負極材料下游為鋰電池行業,下游行業的產品最終應用于動力電池、3C消費電池及工業儲能電池三大領域。下游行業對負極材料行業的發展具有較大的影響,其需求變化直接影響到負極材料行業未來的發展狀況。
目前,天然石墨是鋰電池負極主要的原材料,主要的生產企業包括中國寶安、方大碳素等,上游生產設備涉及多種設備的供應廠商數量較多,但企業規模普遍都較小,很少有上市企業;在中游,貝特瑞、杉杉股份和璞泰來是鋰電池負極材料行業的龍頭企業;下游鋰電池行業的企業中,寧德時代在動力電池、3C消費電池和儲能電池領域均有布局,市場份額較大。
產業發展歷程:行業處在快速發展期
20世紀90年代,中國鋰電池負極材料行業處于萌芽期,市場主要為日本企業占據;進入21世紀,中國鋰電池負極材料行業進入起步期,鋰電池負極材料逐漸實現國產化:2005年,杉杉科技開發了人造石墨負極材料新品FSN-1系列,完成了人造石墨國產化,2007年貝特瑞完成了改性天然石墨的國產化。2011年之后,中國鋰電池負極材料行業進入快速發展期,國產企業在鋰電池負極材料領域大部分已經實現了進口替代。
上游供給情況:中國鋰電池負極材料原材料產量均呈上升態勢
鋰電池負極材料行業的上游參與者是原材料和外協加工提供商,其中,原材料種類繁多,主要為石油焦、針狀焦、瀝青焦以及天然石墨、鈦、硅等礦石材料。
2016-2020年,中國天然石墨和鈦白粉的產量持續增長,硅產量較為波動。2020年,中國針狀焦產能達190萬噸,較2019年上升40萬噸。
鋰電池負極材料上游生產設備涉及多種設備,供應廠商數量較多,但企業規模普遍都較小,鮮有上市企業。此外,上游的生產設備價格差異較大,以石墨化爐為例,市場價格十萬到上百萬價格不等,人造石墨包覆設備價格在10多萬到30多萬左右一臺。
下游發展情況:下游鋰電池市場需求前景廣闊
目前,鋰電池負極材料的下游主要為動力電池和儲能電池領域。
近年來,動力鋰電池的快速發展成為推動鋰電池負極材料需求增長的主要因素。根據根據高工產研鋰電研究所發布的數據,2014-2020年,中國動力鋰電池出貨量逐年增長。2020年,中國動力鋰電池出貨量為80GWh,較2019年增長13%。
除動力鋰電池外,儲能電池的出貨量快速增長,也帶動了鋰電池負極材料市場需求。2020年,儲能電池市場的出貨量超過50%,增長主要受海外家儲市場以及國內基站側儲能需求增長帶動,預計2025年儲能鋰電池出貨量將達68GWh,較2020年增長425%。
產業發展現狀
1、供給:總體出貨量穩定上升,人造石墨占據主要份額
根據高工鋰電、鑫欏資訊公布的數據,2016-2020年,中國負極材料出貨量逐年上升,2020年負極材料出貨36.5萬噸,市場增幅超預期,主要系全球各領域鋰電池需求大幅增長所致。其中,2020年,人造石墨出貨量達30.5萬噸,占比達83%,天然石墨出貨量為5.7%,占比達16%。
2、需求:鋰電池市場規模穩定增長
近幾年來,鋰電池市場規模的擴大刺激了對鋰電池負極材料的需求不斷增長。高工產研鋰電研究所(GGII)調研數據顯示,2019年中國鋰電池負極材料市場規模為120.0億元,同比增長14.29%。據估計,2020年市場規模約為148億元。
3、價格:天然石墨產品價格持續下行
2016-2021年,人造石墨340-360mAh/g型號價格基本保持不變,低、中、高端天然石墨價格持續下行。2021年3月,人造石墨340-360mAh/g型號報價7 萬元/噸,低端天然石墨報價2.4萬元/噸,中端天然石墨報價3.6萬元/噸,高端天然石墨報價5.55萬元/噸。
產業競爭格局
1、區域競爭:企業分布區域集中
我國從事鋰離子電池材料業務的企業主要為民營企業,數量較多,技術上走自主研發道路。截至2021年5月,國內從事鋰離子電池材料業務相關注冊企業數量為1136家。
從企業分布區域來看,企業數量排名其三省份分別為:湖南省(601家)、廣東省(244家)、江蘇省(36家),三個省份的企業數量占比達到了77.6%,由此可以看出,中國鋰電池材料企業區域分布較為集中。
2、企業競爭:五大企業頭部效應明顯
目前,中國鋰電池負極材料行業五大龍頭企業分別是貝特瑞、璞泰來、杉杉股份、凱金新能源、中科星城。2020年,按負極材料產量來看,貝特瑞、璞泰來、杉杉股份、凱金新能源的市場份額均在10%以上,中科星城的市場份額為5%;按負極材料出貨量來看,貝特瑞的市場份額達22%,璞泰來、杉杉股份、凱金新能源的市場份額在16%左右。此外,從產能來看,杉杉股份的產能遠遠領先于其他企業,截至2020年12月31日,其有效產能達到12萬噸。
產業發展前景及趨勢預測
人造石墨滲透率提升、石墨化工序自主化程度提高、新型負極材料需求升溫
在趨勢上,隨著新能源純電動汽車需求的大幅釋放,適用于動力電池的人造石墨負極材料的占石墨負極材料的的比例逐年提髙,人造石墨負極材料應用比例有望在未來幾年保持上升態勢。
此外,受石墨化加工費用上漲的影響,人造石墨負極材料企業生產成本壓力上升。人造石墨負極材料領域內具備一定資金實力的企業逐步自建石墨化產能,降低對石墨化外協加工的依賴。隨著中國鋰電池負極材料行業不斷成熟,自主建立加工配套、降低外協加工依賴成為負極材料廠商進一步發展的重要舉措。
與此同時,隨著數碼電子產品的升級和新能源純電動汽車對續航里程提岀更髙要求提高,發展新型負極材料,突破傳統負極材料性能理論極限成為中國鋰電池負極材料企業占據未來市場領先地位的戰略目標。此外,隨著新一代通信技術和物聯網技術的深度覆蓋,數碼電子產品的功能和應用領域將進一步拓展,對電池容量、效率和續航能力等方面的要求進一步提高,鋰電池負極材料廠商開發新型負極材料的進程加快。
動力電池以及儲能電池需求將驅動行業快速發展
鋰電池負極材料應用前景廣闊,未來主要發展驅動主要來自動力電池以及儲能電池。尤其在新能源汽車鋰電池方面,隨著國家新能源汽車政策規劃出臺,行業需求將出現爆發式增長。儲能市場方面具備較大挖掘潛力。目前較具開發潛力的主要是風光電場、商業化削峰填谷電力項目、傳統電廠和微電網等下游市場,可再生能源的加速建設,使得儲能的商業化應用更加迫切。
綜合鋰電池負極材料未來在動力電池、消費電池、儲能電池三個方面應用情況,初步預測到2026年,鋰電池負極材料需求量將到達127萬噸,年均復合增長率為25%。