负极材料——硅基负极未来可期

知识点：硅基材料

一、负极材料是什么？

负极材料是锂离子电池的重要原材料之一。负极材料对于锂离子电池的能量密度、循环性能、充放电倍率以及低温放电性能具有影响较大的影响。从锂电池工作原理来看：在充电过程中，锂离子从正极材料中分离，经过电解液嵌入至负极材料中。与此同时，电子由负极材料运动至正极材料。由于负极材料具有较多的微孔，因此到达负极的锂离子将嵌入至微孔中，锂离子可嵌入负极材料的数量越多，电池的充电容量越高。在放电过程中，锂离子从负极材料中脱离，经过电解液嵌入至正极材料。负极的锂离子此时，嵌入至正极材料的锂离子数量越多，电池的放电容量越高。

锂离子电池工作原理图

负极材料在锂离子电池成本中占比小于 15%。锂离子电池四大主材为 正极材料、负极材料、电解液、隔膜，其成本占比分别约为 40%、15%、 15%、30%。

锂离子电池成本构成图

锂电池负极材料主要分为碳材料和非碳材料。碳材料包括：石墨类、石墨烯、无序碳。目前锂离子电池中应用较多的是石墨类负极材料，比如人造石墨、天然石墨。非碳材料中主要包括：硅基负极材料、钛酸锂负极材料等。硅基负极材料中可以分为 SiO 负极材料、硅碳负极材料、硅基合金负极材料。

负极的种类

二、负极材料行业现状

1、短期内石墨化供给偏紧，中长期来看石墨化紧缺情况有望缓解。

“高温高耗电量+产能扩张较缓”或将导致我国石墨化供需错配。1）从供需情况上看，2023年我国石墨化或将呈现供给不足的情况。根据头豹研究院测算，2022年我国石墨化供给和需求分别为72万吨和64万吨；2023年我国石墨化供给和需求分别为85.3万吨和91.4万吨；2）从能耗上来看，石墨化企业属于高能耗企业，受政策影响产能释放速度或将放缓。

2、负极材料一体化趋势明显，龙头企业优势突出。

一体化是负极材料企业降本的主要方式，其中提高石墨化自供率为重中之重。1）石墨化在人造石墨成本中的占比较高。目前我国大部分负极材料厂商的石墨化都是以外协厂加工为主。根据璞泰来2021年年报，公司人造石墨的加工费占比为41.75%；2）电价上涨，抬升石墨化费用。根据璞泰来2021年年报，石墨化的主要成本为制造费用以及辅助生产费用，占比达到84.16%；3）受调控政策影响，有效产能不足，石墨化供应紧缺，石墨化加工价格上涨。负极材料厂商扩产石墨化产能，石墨化自给率有望提升。根据各公司公告，中科电气规划石墨化产能达20万吨，杉杉股份规划石墨化高达50万吨，贝特瑞规划石墨化产能达28万吨。

2021 年全球负极材料市场格局

2021 年中国负极材料市场格局

3、硅基负极材料未来可期。

1）硅基负极克容量高，可大幅提升新能源汽车的续航里程。续航里程是新能源汽车的痛点之一。为了满足消费者的续航需求，我国纯电动新能源汽车续航里程不断提高；2）快充车型纷至沓来，硅基负极高倍率性能傲视群雄。已有多家车企已经或即将推出800V的快充车型。为了提升电池的充放电效率，就需要使用高倍率的电池。3）大圆柱电池推出，负极材料膨胀率容忍度提高。主要原因为：大圆柱电池体积更大。硅基负极在充放电的过程中膨胀率极高，大圆柱电池的体积较大，为硅的膨胀预留了一定的空间，减少了膨胀所带来的影响；大圆柱电池表面为弧形。硅基负极的膨胀时多个方向可以分摊膨胀压力，因此对于硅基负极的膨胀容忍度更高。

三、主要标的

1、璞泰来

上海璞泰来新能源科技股份有限公司成立于 2012 年。2013 年，公司 收购深圳新嘉拓，进军锂电涂布设备领域。2015 年，公司设立东莞卓越， 主营业务为铝塑包装膜，同年璞泰来完成股份制改造。2016 年，公司再下一城，收购上海电能源，基膜业务板块拓展。2017 年，公司于上交所上市， 股票简称“璞泰来”（股票代码：603659.SH）。2018 年，负极材料业务 落地内蒙，负极材料全产业链布局初步完成。负极材料方面，截至 2021 年 12 月 31 日，公司已经形成年产 15 万吨以上的负极材料有效产能，其中包括 11 万吨石墨化加工及 10 万吨 碳化加工配套产能。四川紫宸 20 万吨负极材料一体化生产基地一期项目 有望在 2022 年底投产。涂覆隔膜方面，江苏卓高（二厂区）15 亿㎡涂覆 加工项目和广东卓高一期 20 亿㎡隔膜涂覆项目分别通过自有资金启动建 设。

2、贝特瑞

深耕锂离子电池材料行业二十载，天然石墨龙头地位稳固。贝特瑞新 材料集团股份有限公司成立于 2000 年，并于 2021 年在北交所上市，简称 “贝特瑞”（股票代码：835185.BJ）。公司主营业务为锂电池正极材料和 负极材料。2004 年，中国宝安集团控股贝特瑞。2010 年，公司负极出货 量一跃成为世界第一。2018 年，公司营收突破 40 亿元，次年公司获得 “中国企业专利 500 强”前三。从负极材料 来看，1）公司有两个锂电池负极材料一体化项目，分别为年产 20 万吨和 年产 8 万吨，其中年产 8 万吨项目持股比例为 60%。一体化项目落地后， 公司石墨化自给率有望大幅提升。2）公司已有 3000 吨硅基负极产能，根 据公司公告，公司规划有 4 万吨负极材料产能，其中 2 万吨预计将于 2023 年投产。从正极材料来看，公司正极材料已有 3.2 万吨产能，且深度绑定 亿纬锂能等下游客户。

3、中科电气

负极材料行业新星，公司扩产进程迅速。湖南中科电气股份有限公司 成立于 2004 年 4 月，并于 2009 年 12 月 25 日在深交所创业板上市，简称 “中科电气”（股票代码：300035.SZ）。公司深耕以电磁冶金为核心的 磁力装备，并逐步布局新能源锂离子电池负极材料。2016 年，公司收购湖 南星城。2021 年，公司与亿纬锂能合资投资建设年产 10 万吨负极材料一 体化项目。2022 年，公司再度扩产，与宁德时代在贵州投资建设年产 10 万吨锂电负极材料一体化项目。根据公司公告， 2021 年公司有 5 个新增产能项目建设，1）提升贵州中科星城产能，使其 负极材料达到 5 万吨/年，新增年产 3 万吨锂电池负极材料及 4.5 万吨石墨 化加工建设项目；2）建设湖南中科星城年产 5 万吨锂电池负极材料生产 基地项目；3）注资参股子公司集能新材料新增的 1.5 万吨/年负极材料石 墨化加工项目；4）与亿纬锂能合作投资 25 亿元建设“年产 10 万吨负极 材料一体化项目”；5）贵州贵安新区投资 25 亿元建设“年产 10 万吨锂 电池负极材料一体化项目”。

4、杉杉股份

深耕锂离子电池负极材料 20 载。宁波杉杉股份有限公司成立于 1992 年，并于 1996 年在上交所上市，股票简称“杉杉股份”（股票代码：600884.SH）。1999 年-2005 年公司开始转型，布局新能源产业，其中 1999 年、2003 年、2005 年分别成立上海杉杉科技（负极）、杉杉能源 （正极）、东莞杉杉（电解液），初步完成新能源产业布局。2016 年，杉 杉能源挂牌新三板上市，动力电池 PACK 工厂投产。2019 年，杉杉锂电材 料正极、负极两个 10 万吨项目投产，公司规模优势凸显。2020 年并购 LG 化学偏光片业务。负极材料引领锂电业务高增，偏光片业务交割平稳，业务稳健发展。负极材料方面，公司的主要优势有三个，1）公司快充类产品份额持续提 升，硅基产品已实现规模化应用；2）一体化布局再加速，规模优势将逐 步凸显；3）石墨化产能逐步释放，公司石墨化自给率提升，利润率有望 提升。偏光片业务方面，公司偏光片业务产销规模全球领先，坚定走高端 产品线，高端产品占比持续提升。

四、主要风险

（1）新能源汽车销量不及预期，主要考虑经济增速放缓，消费意愿下降所致

（2）石墨化扩产不及预期，产能释放缓慢。主要考虑“双控”政策影响， 审批环节较慢。

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