動力電池負極材料行業發展現狀及市場投資前景分析

袁征

1 動力電池負極行業所處賽道概況

負極材料是動力鋰離子電池組成部分之一，而動力電池下游應用場景中發展最快、規模最大的領域是新能源汽車產業。本文中新能源汽車特指以鋰離子電池為動力的電動汽車，不考慮氫燃料等其他新能源形式。

1.1 新能源汽車產業概覽

根據Canalys統計，受歐洲和中國市場強勢帶動，2021年全球新能源汽車銷量為650萬輛，同比增長109%。中國是全球最大新能源汽車市場之一，2021年，中國大陸市場共銷售出320萬輛電動汽車，創歷史新高，占新車銷售量的15%，同時該數量也占全球電動汽車銷量的一半。

1.2 動力電池產業概覽

2021年全球動力電池總裝機量為296.8GWh，同比增長117.8%。全球動力電池總裝機量排行前10企業中中國占據6席。其中，寧德時代連續第5年登臨榜首。需要注意的是，在美歐大力發展動力電池及電動車，且要求供應鏈回流本國的大背景下，海外市場的競爭將愈加激烈。而國內整車利潤空間也會持續受到擠壓，逐年傳導至供應商，負極材料行業競爭必將激化。一方面，國內以寧德時代和比亞迪為代表的電池生產企業如何迅速打開海外市場成為急需解決的問題；另一方面，對于負極材料生產企業，也需要思考如何把握機會打入國外動力電池廠商供應鏈。

在國內市場方面，2021年，我國新能源汽車產銷分別達到354.5萬輛和320萬輛，同比增長均為1.6倍。動力電池的增速與新能源汽車增速保持一致。寧德時代仍是中國國內動力電池市場巨頭，牢牢占據一半以上的市場份額，比亞迪僅依靠自身汽車品牌，就沖到中國動力電池廠商第2的位置，并成為中國新能源汽車銷冠。

1.3 動力電池負極材料產業概覽

負極材料占鋰電池總成本不超過15%，以歷年動力電池裝機量為基礎，按照動力電池負極材料單位耗用量約1350t/GWh進行估算。2014-2021年，全球全球動力電池負極材料裝機量由2014年的1.35萬t增長到2021年的40萬t（圖1），2014-2021年中國國內市場動力電池負極材料裝機量從0.59萬t上升至20.86萬t，平均增速高于全球裝機量增速（圖2）。

2 動力電池負極材料產業總體情況分析

1.1 負極材料主要類型

從動力電池應用視角來看，負極材料處于產業鏈上游，在動力電池4大材料中，負極材料技術是最為成熟的。負極材料主要分為碳材料與非碳材料2大類。碳材料是指碳基體系，主要包括天然石墨、人造石墨、復合石墨、中間相碳微球、硬碳、軟碳等。非碳材料主要包括硅基材料、錫基材料、鈦酸鋰等。目前，可作為鋰離子電池負極材料的種類有很多，但能夠達到量產并成功商業化使用的主要還是石墨系的負極材料，具體包括天然石墨和人造石墨，表1為常用石墨系負極材料與硅基負極材料的性能對比。2020 年我國電動汽車鋰離子電池石墨系負極材料中，人造石墨占比超過80%。

1.2 市場概況

動力電池負極材料市場規?？梢园凑?種口徑進行統計：生產量、出貨量、裝機量。本文采用實際裝機量作為統計口徑，在長時間維度上較客觀反映行業的變化趨勢。全球與國內市場動力電池負極材料裝機量對比詳見表2所示。

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。以裝機量為標準進行測算，2021年全球市場規模約為270億元，中國國內市場規模約140億元。

從行業內企業盈利情況來看。以2020年數據為例，2020年貝特瑞負極材料的毛利率為36.82%，璞泰來的為30.09%，凱金能源的為23.08%，杉杉股份的則為27.72%。

1.3 競爭格局

目前，世界范圍內鋰電負極材料的研發生產主要集中在中國、日本和韓國等國家。從企業競爭格局來看，2021年市占率排名前10的海外企業只剩浦項一家，其余皆為中國企業。中國負極材料企業在全球來看優勢明顯，不管是產業鏈布局，還是產品性能，以及成本上都優勢顯著。但未來3～5年隨著歐美自建材料供應體系的訴求，海外負極材料產量也將呈現逐步上升態勢，會有更多的外資企業參與到全球競爭中。

從國內市場來看，目前從事鋰離子電池材料業務的企業主要為民營企業。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1 136家。從企業分布區域來看，企業數量排名前3省份分別為：湖南?。?01家）、廣東?。?44家）、江蘇?。?6家），3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。

目前，國內負極材料的競爭格局可分為“三大五小”?！叭蟆笔侵肛愄厝?、璞泰和杉杉股份，“五小”則指東莞凱金新能源科技有限公司、湖南中科星城石墨有限公司、福建翔豐華新能源材料有限公司、石家莊尚太科技股份有限公司、江西正拓新能源科技股份有限公司。

總體來看，我國鋰電池負極材料行業的市場集中度較高，不論是從在負極材料產量，還是負極材料出貨量，2020年，鋰電池負極材料行業市場CR2都高達30%以上，CR5都高達60%以上，主要是因為鋰電池負極材料行業具有較高的工藝壁壘，材料的制作工藝在很大程度上會影響產品的品質。

3 技術驅動分析

3.1 人造石墨負極材料仍為主流

碳材料存在著比容量低，首次充放電效率低，有機溶劑共嵌入等不足，所以人們在研究碳材料的同時也開始了對其他高比容量的非碳負極材料的研究與開發。未來市場有一定可能性會從人造石墨一家獨大，過渡到石墨材料為主，中間相碳微球、軟碳/硬碳、無定形碳、鈦酸鋰、硅碳合金等多種負極材料共存的局面。

就目前來說，人造石墨負極材料還是最符合動力電池和儲能電池對循環壽命、安全性等要求，因此在相當長一段時間內仍將是動力電池和儲能電池的主流應用方向。

3.2 企業布局全工序是大勢所趨

負極材料行業主要經營模式可分為“以委托加工為主經營模式”和“一體化生產經營模式”。以委托加工為主經營模式，是指將石墨化工序或其他工序進行委外加工。一體化生產經營模式，是指自建石墨化為主的全工序生產線。

隨著鋰電池行業競爭進一步加劇，通過一體化布局從而獲得成本上的優勢是提升公司競爭力的有效途徑。各大負極材料企業也逐漸從“以委外加工為主的生產模式”向“以自建石墨化產能為主的一體化模式”轉變，以獲得更大成本優勢。

3.3 技術進步對行業有深刻影響

根據埃米研究院的統計，其數據庫對全國材料與化工相關的科研工作者中的13 000人進行了采樣，其中做電池相關研究的1 493人，占科研人員比例的11.5%，可以說電池儲能領域在整個科研體系中是一個重要研究分支。然而，在1 493人中涉及鋰電方向的635人，進一步涉及負極材料研發的有107人，負極材料研發人員比例在鋰電領域相對較低，這與該領域產業化相對成熟，科研上短期內較難貢獻突破性的論文有關。

除了負極材料本身，下游鋰電池領域技術更新迭代迅速，也會對上游負極材料行業產生巨大影響：一方面，隨著鋰電池不斷拓展新的應用領域，進一步推動應用市場規模大幅增長，未來幾年，鋰電池在電動卡車、電動叉車、電動船舶等新興領域的滲透率將進一步提升，進而帶動鋰電池相關材料市場需求上升；另一方面，在國家長期規劃中，未來動力電池技術路線則還包括燃料電池、固態電池、鋰硫電池以及金屬空氣電池等，目前均尚未商業化，若未來鋰電池的性能、技術指標和經濟性被其他技術路線的動力電池超越，則鋰電池的市場份額可能被擠占。

4 宏觀經濟驅動分析

4.1 碳中和背景下的新能源汽車盛宴

清潔能源的生產與使用是國家戰略之爭，是未來國家與歐美長期技術與政治博弈的重要手段和籌碼。當國家能源結構轉型，大大減少對火電的依賴，新能源汽車真正使用上“綠電”時，這一產業的布局也就有了閉環。而當下，在能源結構未完成轉型的情況下，國家提前布局了新能源汽車產業，在與歐美、日韓的競爭中已經取得了先機。

近年來，新能源汽車市場滲透率持續提升，2021年中國新能源汽車市場占有率達到13.4%，高于上年8個百分點。國務院發布了《新能源汽車產業發展規劃》，其中明確提出到2025年，新能源汽車新車銷售量達到汽車新車銷售總量的20%左右。這意味著，新能源汽車的滲透率有很大的提升空間，前景非常廣闊。

4.2 原材料價格波動較大

人造石墨負極材料生產所需的原材料主要為石油焦、針狀焦等焦類原料，其價格受石油等基礎原料價格和市場供需關系影響，呈現不同程度的波動。通常情況下，負極材料廠商無法對原材料市場價格施加足夠的影響。原材料市場價格波動對人造石墨負極材料生產的材料成本控制提出了挑戰，進而影響行業的盈利水平。

4.3 行業周期性、區域性及季節性

首先，負極材料行業不具有明顯周期性，與下游鋰電池行業的市場狀況高度相關。由于下游新能源汽車、消費電子、儲能行業不存在明顯的周期性，負極材料的行業周期性特征不明顯。

其次，從區域性上來看，從行業全球區域性來看，目前集中度較高，主要集中在東亞地區。從國內分布地區來看，負極材料廠商在行業發展早期主要是分布在相對發達的沿海地區，并采購內陸地區的石墨化加工服務。

最后，從季節性上來看，受新年、春節等假期影響，對主要負極材料廠商而言，第一季度為銷售淡季。動力電池市場方面，新能源汽車廠商的旺季主要在下半年，特別是第4季度。因此，負極材料市場具有一定季節性，生產主要集中在下半年，第4季度尤其明顯。

5 政策驅動分析

鋰電池負極材料作為一種重要的新能源汽車動力電池材料，長期以來受到國家科技政策和產業政策的支持，并被列入國家相關產業發展規劃及目錄。近年來，國家相關部門相繼出臺了新能源汽車相關法規和政策，具體包括購車補貼、稅收優惠、路權特權、積分政策等，為我國新能源汽車企業的發展提供了良好的外部環境，有利于國內鋰電池負極材料產業在更高的起點上與國際同行競爭。

5.1 國外主要國家政策

從國外政策（表3）來看，反映出以下幾點及趨勢：

①隨著新能源汽車在歐美市場的擴大，近年來新冠疫情影響以及與中國的地緣政治摩擦，歐美對于供應鏈回流本國（本區域）愈發重視。對于負極材料特別涉及人造石墨的生產可能會介入并有一定保護政策。中國拓展海外歐美市場難度會增大。

②韓國作為中國企業在全球負極材料市場上的主要競爭者，也從國家層面進行了推動，中韓之間在國際市場上的競爭會愈加激烈。

③日本近年來從國家競爭層面上有跡象放棄鋰電路線，從2021年發布的第六版《能源基本計劃》來看，日本希望通過自身的創新，減少在能源領域的對外依賴程度，特別是在非鋰電池、氫能、海洋能、地熱能和太陽能等領域?？梢灶A見，日本會持續投入氫能等其他清潔能源技術的研發，在鋰電產業鏈也會逐步落后于中韓。但是需要警惕日本其他形式的技術路線對于鋰電行業的沖擊。

5.2 中國國家政策

自2010年國務院將新能源汽車產業作為戰略性新興產業以來，多部委連續出臺了一系列支持、鼓勵、規范新能源汽車行業發展的法規、政策，從發展規劃、消費補貼、稅收優惠、科研投入、政府采購、標準制定等多個方面，構建了一整套支持新能源汽車加快發展的政策體系，也為上游動力電池負極材料業務提供了廣闊的發展空間。但是國家將在2022年底取消新能源汽車的財政補貼，這會迫使新能源汽車上游的企業降低售價來滿足下有廠商的壓價要求，從而影響行業利潤。表4統計了2020年以后制定的現行主要法律法規及相關政策。

從我國國家政策力度與頻率來看，國家顯然已經將新能源汽車作為對歐美與日韓的戰略競爭方向，未來投入力量還會持續加大。隨著國內新能源汽車的比例快速上升，動力電池及負極材料需求會被迅速拉動。

6 行業壁壘分析

6.1 資金壁壘

負極材料一體化廠商需要投入大量資金，進行廠房建設和設備購置、培養專業化人才，以在激烈的市場競爭中占有一席之地。負極材料的生產投資規模較大，廠商需要不斷建設新的生產基地，擴大生產能力，以適應目前下游主流鋰電池廠商的需要，滿足其對規?；a的需求，從而占據更多的市場份額。因此，龐大的資金需求限制了很多新進入者的發展。

6.2 技術和工藝壁壘

人造石墨負極材料的工藝十分復雜，個別工序具有較高的工藝壁壘。造粒和石墨化環節是體現負極行業技術門檻和企業生產水平的關鍵。負極材料廠家需要具有豐富的技術應用積累，對上述工序的關鍵設備進行不斷的改造更新。同時原料質量對人造石墨負極材料產品結構晶形有直接影響，公司需要對原材料選擇、生產工藝的細節設置、成品的質量把控有深入的研究。

6.3 客戶壁壘

下游鋰電池廠商對于供應商的選擇極為謹慎，通常會綜合考量供應商的產品 質量、研發能力、生產能力、管理能力等綜合競爭力，這些因素極大阻礙了新進入者的市場拓展。負極材料廠商如果想要進入鋰電池廠商的供應鏈，一般要經歷送樣小試、中試、大試等環節，條件滿足者才會得到鋰電池廠商的審核認證，個別鋰電池廠商還增加多批次小批量供貨等環節去驗證供應商的產品質量穩定性，因此鋰電池客戶開發周期較長。

通常情況下，動力鋰電池廠商和負極材料供應商的粘性較強，若要更換主材料供應商，還需要下游新能源汽車廠商的測試和通過，需要較長的更換周期。因此，一旦形成穩定的供應關系，鋰電池廠商不會輕易更換負極材料供應商。

7 負極材料產業發展問題

雖然目前我國動力鋰離子電池負極材料在世界范圍內的產出占比處于領先的位置，國內產業發展也呈現出快速增長的趨勢，但關于我國鋰電負極材料產業還是存在一定的問題。

7.1 產能急劇擴張，高端不足低端過剩

動力電池在新能源汽車產業鏈上占據著重要的位置，負極材料相關企業數量也快速增加，但負極材料重點技術目前還是掌握在龍頭企業手中，因此出現高端優質產能不足、低端產能過剩的局面，造成行業結構性風險進一步上升。

7.2 急需新型材料來替代傳統石墨系負極材料

目前主流的石墨系材料的理論容量非常有限，并且目前市面上所使用的驅動鋰電池負極材料已經很接近其理論容量。從而影響電動汽車的續航里程，因此，現在需要一種理論容量更大且性能更均衡的材料來替代石墨材料。目前關于新型負極材料研究方向有很多，硅基材料是下一代負極材料首選。但當前國內在電池領域科研人員中負極材料研究人員比例并不高。

7.3 人造石墨材料石墨化環節高耗能，生產成本占比較高

在石墨化過程中，要使用高溫熱處理對原子重排及結構轉變提供能量，這一過程需要消耗大量能量，屬于高能耗生產環節，根據頭部負極廠商成本結構看，石墨化成本占人造石墨成本占比約50%，成本占比最大，為生產降本的關鍵之一。

7.4 未來利潤空間將被壓縮

國際市場上，盡管中企占據了絕大部分市場份額，但是隨著美歐要求供應鏈回流本國（本區域），各區域保護主義的實施，中企占據的市場份額有下降的風險，國外拓展將會受到一定阻力?！皟染怼睍觿鴥仁袌龅母偁帀毫?。

再加上2022年底國家將取消新能源汽車的財政補貼，這會迫使新能源汽車利潤空間也會持續受到擠壓，向上傳導至材料端，上游負極材料供應商也會面臨更加嚴苛的價格談判，負極材料行業利潤率有下降風險。

8 結語

動力電池負極材料行業所處新能源汽車賽道，在碳中和大背景下，隨著全球動力電池裝機量的爆發，行業將持續擴產以滿足新能源汽車市場的需求。

負極材料技術是鋰離子電池四大材料中最為成熟的，未來很長一段時間，人造石墨仍將是技術主流，硅碳材料是當前前沿研發的重點。從行業競爭格局來看，全球市場中，中企占據了絕對優勢，而國內市場也呈現“三大五小”的局面，行業總體市場集中度較高。

從政策角度來看，各國加緊布局，美歐對于產業鏈的回流較為關注，匹配了相應的產業政策，將對于中企開拓海外市場造成影響。韓國也制定了相應政策，加大與中國的競爭。而日本則有從國家層面放棄鋰電競爭轉攻氫等清潔能源的趨勢，其在動力鋰離子電池上的競爭力會持續減弱。從國內來看，一方面新能源政策持續加碼，另一方面2022年底新能源汽車不再享受財政補貼。上述全球的潛在變化，在未來會加劇這一行業的競爭，壓縮負極材料行業的利潤空間。行業內企業在機遇中需要做好應對危機的預案。

10.19599/j.issn.1008-892x.2022.03.006