1 证券研究报告 作者： 行业评级： 上次评级： 行业报告 | 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 电气设备 强于大市 强于大市 维持 2021年 07月 25日 （ 评级） 分析师 孙潇雅 SAC执业证书编号： S1110520080009 负极：群雄逐鹿一体化，看好技术迭代 +工艺 know- how降本 行业深度研究 摘要 2请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 市场分层 +主流玩家偏安一隅导致了如今分散的负极格局。 负极格局较为分散，全球 CR3占比 38%， TOP3企业贝特瑞、璞泰来、杉杉，全球 市占率均在 10%出头，国内市占率在 15-20%左右，未拉开差距。 分散原因系： 客观原因：路线、技术参数、客户分层 价格和盈利分层。 贝特瑞主打中高端天然石墨，翔丰华天然石墨偏低端，璞泰来定位高端的消费 电子市场，产品价格远超同行，中低端动力负极市场以中科电气、凯金能源、尚太科技为主，且价格带存在差异，中科 凯金 尚太。 主观原因：赛道盈利好、负极厂偏安一隅。 各家盈利状况在四大材料中处于中上位置，如璞泰来、贝特瑞、尚太毛利率基本在 30%以上。 细分赛道盈利尚可，故负极企业扩产积极性不高。 19-20年各家负极企业产能增量仅在 1到 2万吨，而同期隔膜企业恩捷股份产能翻倍。 负极未来行业格局如何演变？ 演变 1：竞争者们相互渗透彼此市场。 消费电子盈利好但增速放缓，动力和储能接棒消费电子，成为各家必争之地。负极企业璞泰来、贝 特瑞、中科电气等处于加速扩产中（快于行业增速）。特别是此前定位消费市场的璞泰来大规模扩产 ，反映出其进军动力市场战略转变。 演变 2：加速洗牌，竞争优于电解液、差于隔膜。 当年电解液价格战下即使是龙头公司也不赚钱，但隔膜得益于重资产，基膜规模效应显 著且涂覆膜差异性大，价格战下头部企业盈利仍较优。负极资产轻重在二者之间，且产品差异性较大，又处于技术迭代中（硅基负极）， 因此我们认为未来负极的竞争态势会介于这电解液、隔膜之间。 演变 3：真正的龙头 =增效：技术加速迭代 +降本：纵向一体化 +掌握各环节 Know-How。 我们认为未来的负极行业绝对龙头需具备全方位 的优势： 1）高端市场更看技术竞争，负极厂需保持领先的技术迭代能力； 2）中低端市场更看重成本竞争，成本竞争依赖一体化 +工艺 know-how降本。 技术迭代看硅基负极，海外日本信越较为领先，国内贝特瑞较为领先，璞泰来处于发力中。 硅基负极是负极发展方向，暂未大规模商用系导 电性差 +体积膨胀严重，故产业化时一般和碳材料复合使用，根据硅来源的不同分为硅碳（纳米硅）和硅氧（氧化亚硅），从终端应用看硅 氧因体积膨胀较小应用更广，如在全行业领先 的日本信越就走硅氧技术路线，专利数远超其他。国内贝特瑞布局最早（ 2006年）， 13年通 过三星认证，现有产能 3000吨。璞泰来 14年开始布局，与国内硅碳技术最为领先的中科院物理所合作，现已具备中试线。 摘要 3请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 中低端市场看成本竞争，成本竞争依赖一体化 +积累工艺 know-how持续降本。 一体化： 电池厂反向开发材料决定了中期竞争要素是成本，一体化可实现有效降本。 我们认为负极企业一体化过程中需要考虑两点： 1） 成本占比； 2）能力边界。从成本看，石墨化 焦类 其他，从能力边界看，其他 石墨化 焦类。因此一体化第一步是石墨化， 负极企业 石墨化依赖外部收购，石墨化布局较为领先的有璞泰来（收购山东兴丰）、中科电气（收购贵州格瑞特、四川集能）、尚太科技（石墨化 出身）； 第二步参股针状焦保供应 ，布局较为领先的系璞泰来（振兴炭材）、贝特瑞（山东瑞阳）； 其他工序可通过扩产快速实现全工序 一体化。 Know-how： 1）石墨化：电费在石墨化成本占比约 60%，降本第一步在于寻找低电价区域 ，政策上对高耗能项目的审批趋严，使得低电价 成为稀缺资源，早期进行扩产的企业有先发优势。 石墨化降本依赖装炉工艺 know-how积累，坩埚炉产品稳定但成本略高，箱体炉成本更 低但产品一致性难以保证，如何平衡品质和成本体现各家 know-how积累。 长期降本依赖技术进步，下一代炉体为连续式，成本大幅增加 但尚未大规模产业化。 2）焦类： 负极厂商一般采用多种焦生产负极， 原材料甄选是负极厂（璞泰来、凯金、尚太）核心技术之一，各家 选焦和配焦差异明显。焦类品质和价格差异明显， 如普通石油焦价格在 1000-2000元 /吨，针状焦在 5000-11000元 /吨， 在保证性能的同时， 通过甄焦和配比研发是降本的关键。 基于技术迭代和成本竞争，我们推荐璞泰来、建议关注中国宝安、中科电气： 璞泰来 ： 一体化产能释放带来生产效率的提升，实现降本、动力市场拓份额。 公司 17-18年布局石墨化， 19年布局针状焦，自建炭化产线， 21年全工序一体化在四川开花结果。一体化可延长产业链利润链条，提升生产效率（节省运费 +工艺协调性）。 中国宝安 -贝特瑞：负极上看好石墨化新技术 +硅基负极，正极看好高镍放量，实现量利齐升。 公司具备新一代石墨化技术（连续式），预 计可实现有效降本，另公司在硅基负极产业化上行业领先，预计 21年出货 3000吨。 中科电气：看好公司一体化布局，公司石墨化自供比例和盈利水平较为领先。 一方面，公司石墨化自供比例在提升，预计 21、 22年达 49%、 78%，另一方面，石墨化单吨盈利较优， 我们测算下来 20年在 0.32万元。 风险提示 ：电动车销量不及预期，产能预测或有偏差，产能投放不及预期，焦类价格上涨超预期 行业格局：过去复盘和未来预判 1 4请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 5 负极格局较为分散，全球 CR3占比 38%， TOP3企业未拉开绝对差距 资料来源 ： GGII、尚太科技招股、 天风证券研究所 负极行业集中度不高。 从全球看，负极 CR3占比 38%， CR5占 比 57%，较为分散。从国内看，负极 CR3占比 56%、明显低于 隔膜（ 74%），略低于电解液（ 62%）。 当前负极环节未走出绝对龙头， TOP3企业在市占率上未拉开 差距。 TOP3企业为贝特瑞、璞泰来、杉杉，全球市占率均在 10%出头，国内市占率在 15%-20%之间 。 图 ： 2020年全球锂电负极格局（ %） 贝特瑞 , 14.30% 璞泰来 , 11.90% 杉杉股份 , 11.70% 日立化成 , 10.20%凯金能源 , 8.90% 浦项化学 , 7.90% 中科电气 , 4.80% 尚太科技 , 4.20% 翔丰华 , 4% 三菱化学 , 3.60% 其他 , 18.50% 表：国内材料行业集中度（ %） 图 ：国内负极企业市占率（ %） 22.5% 21.2% 21.8% 22.9% 16.5% 17.8% 16.7% 16.1% 14.4% 16.3% 17.7% 17.3% 12.8% 15.5% 14.2% 14.6% 6.2% 6.7% 7.1% 5.8% 27.6% 22.4% 22.6% 23.3% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 2018 2019 2020 2021Q1 贝特瑞 杉杉 璞泰来 凯金 中科星城 其他 材料 2019年 2020年 CR3 CR5 CR3 CR5 三元正极 34% 51% 34% 51% LFP正极 56% 76% 49% 75% 负极 55% 78% 56% 77% 隔膜 64% 77% 74% 85% 电解液 58% 74% 62% 78% 铜箔 39% 52% 为什么负极行业格局分散？ 客观原因：路线、技术参数、客户分层 价格和盈利（净利润、 扣非净利率）分层 主观原因：赛道盈利好 、 负极厂偏安一隅 1.1 6请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 7 负极格局分散系技术路线、产品定位、客户分层所致，结果体现系价格分层 资料来源 ：宁德时代债券评级报告，璞泰来、中科电气年报，凯金能源、翔丰华招股说明书， 天风证券研究所 从技术路径来看 ，璞泰来、中科、尚太主攻人造石墨，翔丰华和贝特瑞多为 天然石墨。 从 价格带来 看 ， 璞泰来、贝特瑞偏高端，中科电气、翔丰华、尚太偏中低端。 从客户带来看 ， 贝特瑞客户主要系海外高端动力、璞泰来主要系高端消费电 子和海外高端动力，中科电气系海外二线动力和国内一线动力，尚太、凯金 等 主要依托 宁德 的增长 。 表：负极企业综合对比 凯金能源 , 3.29, 51% 尚太科技 , 1.52, 23% 其他 , 1.70 , 26% 负极公司 产品 下游应用和客户 主要客户 价格 璞泰来 人造石墨 消费电子、高端动力 ATL、 三星、 LG动力 5-6万 贝特瑞 起家天然石墨，今年预计人造石墨占比 6成 海外高端动力 松下、三星、 LG、 今年新增 SKI 4-5万 中科电气 人造石墨 海外二梯队动力、国内一梯队动力 SKI、比亚迪、今年新增宁德 3-4万 凯金能源 人造石墨 国内动力 宁德时代、孚能、国轩 3万左右 翔丰华 以天然石墨为主 海外动力（配国内 TSL） LG 3-4万 尚太科技 人造石墨 国内动力 宁德时代 2-3万 图 ：宁德时代负极供应商结构（万吨、 %） 8 技术路线：负极分为天然和人造石墨，人造石墨是目前主流 资料来源： GGII、凯金能源招股、翔丰华招股、天风证券研究所 电池性能主要看能量密度、使用寿命、充放电速度、稳定性和一致 性。 对负极来说，材料比容量决定理论能量密度上限，首次效率影 响实际能量密度，压实密度影响体积能量密度，循环次数影响电池 寿命，倍率性能影响充放电速度，高低温性能影响电池在极端情况 下的稳定性。 人造石墨各项性能更为均衡，是目前负极主流。 人造石墨比容量和 天然石墨已经比较接近且循环、倍率、高温性能更优，在下游应用 更广泛 ， 2020年国内人造石墨出货在负极占比达 84%，较 17年提升 16pct。 图：国内人造石墨负极出货量及占比（万吨、 %） 表 ：人造石墨和天然石墨对比 10.1 13.3 20.8 30.7 14.8 19.2 26.5 36.5 68% 69% 78% 84% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 0 5 10 15 20 25 30 35 40 2017年 2018年 2019年 2020年 人造 负极 人造占比 项目 影响电池性能 天然石墨产品 人造石墨产品 原材料 球形石墨 石油焦、沥青焦、针状焦等 主要工序 提纯 -改性 -混合 -炭化 粉碎 -造粒 -石墨化 -炭化 理化指标 比容量（ mAh/g） 越高能量密度越高 355-370 280-365 首次效率（ %） 越高比容量越高 95 92 压实密度（ g/cm3） 越大体积能量密度越高 1.6-1.8 1.4-1.7 循环寿命 越高电池寿命越长 中 优 倍率特性 越高快充快放性能越好 中 优 低温特性 优 中 高温特性 中 优 成本（万元 /吨） 2-4 4-8 代表负极公司 贝特瑞、翔丰华 璞泰来、中科电气、尚太科技 9 天然 石墨：贝特瑞占据中高端市场、翔丰华占据中低端市场，均价相差约 1.4万元 /吨 资料来源 ： 贝特瑞、翔丰华 官网、贝特瑞招股、翔丰华招股、 天风证券研究所 天然石墨赛道主要玩家为贝特瑞、翔丰华，从产品性能和 销售均价看，贝特瑞所在市场较翔丰华高端： 从性能指标看 ， 贝特瑞天然石墨负极产品在中粒径、首次 容量、压实密度更优。而 中粒径、首次容量、压实密度越 大越有利于提升电池能量密度。 从 销售均价 看 ， 2019年 贝特瑞天然石墨负极产品均价较翔 丰华高 1.4万元 /吨。 图： 天然 石墨负极企业销售均价对比（万元 /吨） 表： 天然 石墨负极产品对比 公司 产品型号 中粒径（ m） 首次容量（ mAh/g） 首次效率（ %） 压实密度（ g/cm3） 应用领域 贝特瑞 GSN 16-19 360以上 94%以上 1.9以上 软包、圆柱、方形铝壳、 xEV、储能电池 LSN 16-19 350以上 94%以上 1.75以上 软包、圆柱、方形铝壳、 xEV、储能电池 翔丰华 WJ-01 10-14 350 1.6-1.65 各类低温型动力电池 DT-2 10-14 350 1.6-1.65 各类长循环聚合物、方形、圆柱电池 DT-1 16-18 350 1.6-1.65 各类长循环聚合物、方形、圆柱电池 FG360 16-18 355 1.6-1.65 各类高能量密度要求方形、圆柱、聚合物电池 3.7 3.7 4.0 2.6 2.4 2.6 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 2017年 2018年 2019年 贝特瑞 翔丰华 10 天然石墨：贝特瑞客户结构 较 分散，多为海外动力电池巨头，翔丰华较集中，主要系 LG-TSL这条线 和比亚迪 资料来源 ： 翔丰华招股 、贝特瑞招股、翔丰华年报、 天风证券研究所 贝特瑞几乎包揽了海外电池厂如松下、三星 SDI、 LG，整个客户结构较为分散， CR5占比 58%。 翔丰华此前第一大客户为比亚迪， 20年来 LG开始上量，从销售额口径看， 2020年 LG占比 56%、比亚迪占比 31%， CR2占比即 87%。 图 ： 2019年贝特瑞客户 结构（销售额口径） LG, 56%比亚迪 , 31% 其他 , 13% 图： 2020年翔丰华客户结构（销售额口径） 松下 , 26% 三星 SDI, 17% LG化学 , 7%宁德 , 5%力神 , 4% 其他 , 42% 11 人造石墨：产品性能和价格带存在差异，璞泰来领先中科电气、尚太 资料来源 ： 璞泰来、中科电气公司官网 、公司年报，尚太科技招股、 天风证券研究所 从产品指标上看， 璞泰来负极产品在比容量、首次效率、压实密度明显优于中科电气、尚太科技 。 从价格带看， 璞泰来均价在 5-6万元 /吨，杉杉在 4万元 /吨左右，中科电气、尚太科技在 3万元 /吨左右 。 图：人造石墨负极企业销售均价对比（万元 /吨） 6.2 6.8 6.7 5.8 4.8 5.7 5.4 4.3 2.9 4.1 4.1 3.2 3.0 3.1 2.6 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 2017年度 2018年度 2019年度 2020年度 璞泰来（人造） 杉杉股份 中科电气 尚太科技 公司 产品型号 中粒径（ m） 比容量（ mAh/g） 首次效率（ %） 真 /压实密度（ g/cm3） 应用领域 璞泰来 8C 18.4 361.8 92.6 2.16 3C G1 19.2 358.5 93 2.25 3C G9 18.8 360.7 93.8 2.25 3C A-T 21.0 358.5 92 2.15 3C AGT 13 352.4 93.3 2.24 3C ET 14 364.9 94.1 2.2 3C RE31 15.6 347.9 92.5 2.24 3C GT 21.1 353.5 93 2.25 3C、 EV G6 15.6 354.3 92.8 2.25 EV FT-1 15.6 358.5 92 2.25 EV F3-C 20.5 355.6 95 2.25 EV F32 12.7 359.7 94.5 2.25 EV 中科电气 MD-1 15.074 341.8 95.3 1.62 IT、 E-bike、 ESS MD-4 15.685 355.4 95.8 1.66 IT、 ESS、 EV PSG-12 12.224 341.8 95.6 1.5 ESS、 xEV 尚太科技 ST-1 15 2 340.0 92以上 1.45-1.55 3C、 EV、 ESS ST-2 15.0 1.5 350.0 92以上 1.60-1.70 3C、 EV、 ESS ST-3 12.5 2.0 354.0 92以上 1.65-1.75 3C、 EV、 ESS ST-12 12.0 2.0 349-357 92以上 1.55-1.65 3C、 EV、 ESS ST-14 17.5 2.0 347-355 92以上 1.55-1.65 3C、 EV、 ESS ST-16 12.5 2.0 356.0 92以上 1.70-1.80 3C ST-38F2 16.0 2.0 355.0 4.0 92以上 1.65-1.75 3C、 EV、 ESS D53 13.5 2.0 348.0 4.0 92以上 1.50-1.60 3C、 EV、 ESS Q2 14.5 2.0 347.0 92以上 1.50-1.60 3C、 EV、 ESS 表 ：人造石墨负极产品对比 12 人造石墨：璞泰来以海外和高端动力客户为主，尚太、凯金以宁德为主 资料来源 ： 尚太科技招股 、凯金能源招股、 天风证券研究所 璞泰来以消费电子切入负极行业，主要客户包括 ATL（消费）、 LG （消费）、三星 （消费）、珠海冠宇等，近些年开始切入动力负极市场， 但其战略为先从 LG、宁德的中高端产品入局，推测 2020年 LG动力占 比 29%、宁德动力占比 6%。 凯金能源、尚太科技主要客户为宁德时代，一方面产品偏低端（技术壁 垒不高），另一方面，宁德量大为增加议价权倾向于向多家采购负极产 品，甚至通过参股 +给订单的模式扶持新的供应商如尚太科技。 图 ： 2020年璞泰来客户结构（出货量口径，推测数据） 宁德时代 , 57.7% 国轩高科 , 5.7% 宁德新能 源 , 3.0% 安徽利维能动 力电池 , 2.5% 张家港恒力源 碳素 , 2.3% 其他 , 28.7% 图 ： 2020年尚太科技客户结构（销售额口径） ATL-消费 , 24% CATL-动力 , 6% LG-消费 , 5% LG-动力 , 29% 三星 -消费 , 11% 珠海光宇 - 消费 , 10% 比亚迪电子 -消 费 , 3% 中航锂电 - 动力 , 3% 其他 , 9% 宁德时代 , 60% 孚能科技 , 4% 国轩高科 , 4% 天津力神 , 3% 江苏天鹏 , 3% 其他 , 27% 图 ： 2020年凯金能源客户结构（销售额口径） 13 负极赛道盈利好 ， 负极厂各安一隅 资料来源 ： Wind， 璞泰来、中科电气年报，贝特瑞、凯金能源、翔丰华招股说明书， 天风证券研究所 负极厂盈利状况较其他环节处于中上位置 。 璞泰来主打人 造石墨中高端，贝特瑞此前主打高端天然石墨，凯金、尚 太主打低端，市场定位不同，但大部分毛利率保持在 25% 以上，在锂电材料中处于中上水平。 细分赛道盈利尚可，故负极企业扩产积极性不高。 2019到 2020年负极企业产能增量仅在 1到 2万吨，而同期隔膜企业 恩捷股份产能翻倍。 表：负极企业有效产能（万吨） 公司 2019年 2020年 2021年 E 2022年 E 璞泰来 6.0 7.0 10.0 17.0 杉杉股份 10.0 14.0 20.0 贝特瑞 -总产能 9.3 10.6 15.5 26.5 贝特瑞 -权益产能 10.6 15.5 25.6 翔丰华 1.9 2.5 3.0 6.0 凯金能源 4.9 6.8 8.0 10.0 中科电气 3.0 4.2 7.2 10.2 尚太科技 1.7 3.1 3.1 6.0 表：毛利率对比（正极、负极为 具体业务毛利率，隔膜、电解液为综合毛利率 ） 行业 公司 2018年 2019年 2020年 负极 璞泰来 34% 27% 31% 贝特瑞 35% 39% 37% 凯金能源 24% 24% 23% 尚太科技 40% 38% 36% 中科电气 35% 38% 34% 三元正极 容百科技 18% 16% 13%长远锂科 16% 18% 15% 三元前驱体 中伟股份 12% 14% 13% 隔膜 恩捷股份 60% 60% 53%星源材质 48% 42% 26% 电解液 天赐材料 24% 26% 35%新宙邦 34% 36% 36% 1.4 2.85 8.2 10.8 28 39 53 68 104% 188% 31% 160% 39% 35% 29% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 140% 160% 180% 200% 0 10 20 30 40 50 60 70 80 2016年 2017年 2018年 2019年 2020年 2021年 E 2022年 E 2023年 E 有效母卷产能 YOY 图 ：恩捷股份基膜有效母卷产能、增速（亿平、 %） 未来行业格局如何？ 预测 -演变 1：竞争者们相互渗透彼此市场 预测 -演变 2：加速洗牌，竞争优于电解液、差于隔膜 预测 -演变 3：真正的龙头 =增效：技术加速迭代 +降本：纵向一体化 + 掌握各环节 Know-How 1.2 14请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 15 演变 1-相互渗透：动力和储能接棒消费电子，成为各家必争之地 资料来源 ： GGII、 天风证券研究所 消费电子市场增速放缓，但高端市场仍盈利好。 2020年消费电池出货 75GWh，未来几年增速预计保持个位数增长，增速慢但盈利状 况较好，如在消费电子市场占据绝对份额的璞泰来 2017年产品单价在 6.2万元 /吨，单吨盈利 1.6万元，而同期主营动力市场的凯金能 源单价 3.5万元，单吨盈利 0.45万元。 动力和储能接棒消费电子，成为各家必争之地。 动力和储能市场属于新新市场，未来几年都处于高增状态，从现在到 2025年增速均保 持在 40%以上。 图 ：全球动力、储能出货量、增速（ GWh、 %) 43 59 104 123 152 275 420 605 859 1235 8 10 14 18 23 38 61 95 139 195 36% 76% 18% 23% 81% 53% 44% 42% 44% 30% 38% 33% 27% 65% 60% 56% 47% 40% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 2016年 A 2017年 A 2018年 A 2019年 A 2020年 2021年 E 2022年 E 2023年 E 2024年 E 2025年 E 动力电池 储能电池 动力 YoY 储能 YoY 65 70 68 70 75 81 87 95 100 1059% -3% 3% 7% 8% 8% 9% 5% 5% -4% -2% 0% 2% 4% 6% 8% 10% 0 20 40 60 80 100 120 2016年 A 2017年 A 2018年 A 2019年 A 2020年 2021年 E 2022年 E 2023年 E 2024年 E 2025年 E 消费电池 消费 YoY 图 ：全球消费电子电池出货量、增速（ GWh、 %) 16 演变 1-相互渗透： 动力市场主流系低端，但目前高端产品占比呈提升态势 资料来源 ： 鑫椤锂电、 宁德时代公告 、凯金能源招股、尚太科技招股、 天风证券研究所 从宁德负极采购均价和供应商可以看出动力主流系低端市场。 2020年宁德负极采购均价在 3.2万元 /吨，主流供应商为凯金能源（份 额 51%），单价 3.0万元 /吨， 尚太科技（份额 23%），单价 2.6万元 /吨。 动力市场高端产品占比在提升。 三元正极的高镍一般应用在高端车型，高镍 8系在三元的占比持续提升中， 21年 4月达 33%， 较去年 同期提升 13pct。 表 ：宁德负极供应商结构（亿元、万吨、万元 /吨、 %） 项目 2019年 2020年 宁德负极总采购额（亿元） 22.4 20.8 宁德负极总需求量（万吨） 5.9 6.5 凯金能源 3.2 3.3 尚太科技 1.1 1.9 其他 1.5 1.3 在宁德份额（ %） 100% 100% 凯金能源 55% 51% 尚太科技 17% 23% 其他 28% 26% 在宁德单价（万元 /吨） 3.8 3.2 凯金能源 3.7 3.0 尚太科技 3.1 2.6 其他 4.5 4.8 17 演变 1-相互渗透 ：头部企业扩产加速，增速快于行业增速，璞泰来向动力市场渗透 资料来源 ：璞泰来年报，贝特瑞招股说明书、年报，中科电气年报、公司公告， 天风证券研究所 璞泰来、贝特瑞、中科电气也处于加速扩产中，快于行业增速。 我们预计 23年全球负极出货量增速在 116万吨，较 20年复合增速 40%， 璞泰来： 20年负极有效产能达 7万吨，预计 23年达 25万吨，复合增速 53%。 贝特瑞： 20年负极权益有效产能达 11万吨，预计 23年达 30万吨，复合增速 41%。 中科电气： 20年负极有效产能 4.2万吨，预计 23年达 15.2万吨，复合增速 54%。 原先高端市场的主力军璞泰来为谋求增长，进军动力市场。 璞泰来此前定位消费电子市场，但消费市场增速放缓，增量有效，此次大 规模扩产表明了公司进军动力市场的决心。 表：璞泰来负极有效产能预测（万吨、 %） 单位：万吨 2020年 2021年 E 2022年 E 2023年 E 2024年 E 负极 7 10 17 25 40 YoY 17% 43% 70% 47% 42% 表： 贝特瑞 负极有效产能预测（万吨、 %） 有效产能（单位：万吨） 规划产能 2020年 2021年 E 2022年 E 2023年 E 负极 15.2 4.2 7.2 10.2 15.2 YOY 71% 42% 49% 表：中科电气负极有效产能预测（万吨、 %） 35 40 42 59 84 116 160 222 15% 6% 38% 43% 39% 37% 39% 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 0 50 100 150 200 250 2018年 2019年 2020年 2021年 E 2022年 E 2023年 E 2024年 E 2025年 E 负极需求量（万吨） YOY 表：全球负极出货量、增速（ 万吨、 %） 有效产能（单位：万吨） 规划产能 2020年 2021年 E 2022年 E 2023年 E 负极（总产能） 36 11 16 27 32 负极（权益产能） 32 11 16 26 30 YOY 46% 65% 16% 18 演变 2-加速洗牌：预计未来负极竞争态势优于电解液，次于隔膜 资料来源 ： 恩捷股份公司公告， Wind， 天风证券研究所 行业洗牌的过程常常伴随扩产 -价格战 -龙头走出（市占率提升），负极正处于第一阶段扩产，电解液和隔膜已走出龙头。 电解液价格战下，全行业盈利普遍大幅下滑。 17-18年电解液行业发生了激烈的价格战， 6F价格从 17年初 35万元 /吨一路下跌至 18 年 4月的 15万 /吨，同期电解液从 7.58.5万元 /吨下降至 45.5万元 /吨，近乎腰斩。价格战下 18H1头部企业的天赐、新宙邦毛利率下 滑至 21%、 27%，同比下滑 22pct、 7pct。 隔膜价格战下，头部企业恩捷仍保持高毛利。 隔膜行业也是在 17-18年发生价格战，以恩捷为例， 18年隔膜单价 元 /平，同比下滑 32%，而恩捷毛利率仍然保持在 60%，单平净利润 1.4元 /平。 我们认为，价格战下电解液和隔膜头部企业毛利率表现不同的原因在于隔膜重资产，基膜规模化降本效应明显且涂覆材料有差异性， 而电解液轻资产，配方由电解液生产商和电池企业共同开发的商业模式决定了这个行业成本为王。 未来负极的竞争态势会介于这电 解液、隔膜之间，原因在于负极资产轻重在二者之间，且产品差异性较大，又处于技术迭代中（硅基负极）。 图 ：恩捷股份隔膜单价、毛利率、单平净利润（元 /平、 %） 4.0 4.8 4.9 4.2 2.8 2.4 2.3 1.8 1.7 1.4 1.1 0.8 20% 2% -15% -32% -15% -6% 6% 43% 61% 65% 60% 60% 53% -40% -20% 0% 20% 40% 60% 80% 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 2014年 2015年 2016年 2017年 2018年 2019年 2020年 单价 单平净利润 单价 -YOY 毛利率 29.8% 30.4% 46.2% 41.7% 43.5% 35.1% 21.2% 26.6% 25.4% 28.5% 29.5% 26.8% 34.2% 27.1% 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 50% 15H1 15H2 16H1 16H2 17H1 17H2 18H1 18H2 19H1 19H2 20H1 20H2 天赐（锂电材料） 新宙邦（电解液） 江苏国泰（化工） 图 ：电解液毛利率（ %） 19 演变 3-真正的龙头：我们认为未来负极龙头是技术 +成本均领先的全能型选手 资料来源 ： 天风证券研究所 此前负极市场比较割裂， 一方面有天然 /人造之分，另一方面又有高中低之分。一般而言消费电子市场用户价格敏感性低且电池成本占 比小，产品偏高端，动力市场用户敏感性高且电池成本占比高，产品偏低端。 割裂的态势正在被打破， 消费电子盈利好但增速放缓，此市场龙头为谋求新的利润增长点，动力市场是必争之地，典型如璞泰来。 动 力市场并非就是低端市场的代名词，其也有高端市场并且高端产品占比在提升，这从高镍在三元的占比可以看出。 此外，人造石墨负极也不是负极技术迭代的终点，未来发展方向在硅基负极。 因此，未来的负极行业绝对龙头需具备全方位的优势： 1）高端市场更看技术竞争，负极厂需保持领先的技术迭代能力； 2）中低端市 场更看重成本竞争，成本竞争依赖一体化 +工艺 know-how降本。 增效 技术渐进式迭代 =天然石墨 人造石墨 硅基负极 2 20请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 21 硅基负极是负极发展方向，暂未大规模商用系导电性差 +体积膨胀严重 资料来源： 高能量密度锂离子电池硅基负极材料的性能和应用研究 闫平、天风证券研究所 人造到天然的演变前文已有论述，此节重点讲硅基负极。 硅理论克容量有绝对优势，是未来负极材料的发展方向。 石墨材料的理论克容量上限 372mAh/g，目前高端产品已经达到 360- 365mAh/g，接近理论容量上限。因此需要更高能量密度的新材料来应对需求。硅最能够满足更高能量密度的需求（理论克容量为 4200mAh/g），是市场公认的下一代负极。 但导电性差、体积膨胀等问题制约了硅材料在负极上的商业化应用 ： 硅材料属于半导体材料，电子导电性和离子导电性差，不利于材料电化学性能的发挥。 硅嵌 /脱锂过程中伴随着巨大的体积变化，从而影响循环寿命。 Si材料在与 Li进行合金化的过程中体积膨胀可达 300%以上（石墨材 料在 12%），容易导致颗粒的粉化和破碎、 SEI膜的破坏，从而严重影响锂离子电池的循环寿命。 硅易与其他物质发生反应，造成能量快速衰减。 锂盐 LiPF6分解产生的 HF 会与 Si 反应， Si 负极与电解液的界面不稳定， Si 负极 材料表面形成的固体电解质膜（ SEI 膜）不能适应 Si 负极材料在脱嵌锂过程中的巨大体积变化而破裂 ，使 Si 表面暴露在电解液中， 导致固体电解质膜持续生成、活性锂不断消耗，最终造成容量损失。 图：常见锂离子电池负极材料的比容量和电压平台 22 硅基负极 的劣势可通过 纳米化、氧化亚硅和碳包覆三种方式改进 资料来源： GGII、 高能量密度锂离子电池硅基负极材料的性能和应用研究 闫 平、天风证券研究所 硅单质能量密度高但体积膨胀大导致循环、倍率性能差，故难以实现产业化，一般采用以下方式改性： 纳米化： 硅纳米化后可明显缩小体积，提高循环性能，但纳米粒子合成工艺复杂，粒径大小和形貌不易控制。 与石墨复合 ：碳材料的体积变化较小、循环性能良好，硅材料体积膨胀大、循环性能差而比容量最大，将两种材料复合可得到具有 高容量、体积变化较小、循环性能较好的硅碳复合材料。根据硅颗粒在碳颗粒中的分布形式不同，复合材料可分为包覆型、嵌入型 和分子接触型。 采用氧化亚硅：硅氧材料较硅单质有效缓解了体积膨胀，提升了循环性能，但降低了首次效率。 SiOx材料在嵌锂过程中的体积膨胀 仅为 118%左右（硅单质在 300%），从而极大的提升了 Si基材料的循环寿命，然而 SiO材料独特的反应机理使得 Li在首次嵌入到材 料的过程中会生成没有电化学活性的 Li4SiO4材料，导致 SiOx材料的首次效率远远低于石墨和硅碳材料。 图：包覆型和嵌入型 Si/C 复合材料结构示意图 23 改进后硅基负极分为硅碳和硅氧两种路线，目前硅氧应用更广 资料来源： GGII、 从专利角度分析全球锂离子电池硅基负极材料技术发展 葛红莉，天风证券研究所 硅材料产业化时一般和碳材料复合使用，根据硅来源的不同分为硅碳（ Si/C）负极材料及硅氧（ SiO/C）负极材料两种： 硅碳负极： 采用 纳米硅 和基体材料形成前驱体，目前商业化容量在 450mAh/g以下，首效高，但体积膨胀系数过大，导致其循环差， 一般在 500-600周，无法达到国标规定的动力电池循环 1000周的标准，一般用于消费电池。 硅氧负极： 采用 纯硅和二氧化硅合成一氧化硅 形成前驱体，目前商业化应用容量主要在 450-500mAh/g，成本较高，首效相对较低， 但循环性能相对较好，既可用于消费也可用于动力。 从下游应用来看，硅氧负极商业化领先于硅碳，目前硅氧材料在消费及动力领域均有应用： 消费： 2015年硅氧材料首次成功应用于智能手机商业化产品中， 2021年小米 11搭载硅氧负极电池。 动力： 2017年，松下将硅氧负极应用于特斯拉的 Model3电池中，在传统石墨负极材料中加入 10%的氧化亚硅，电池容量增加到 550mAh/g以上，单体能量密度达 300wh/kg以上。 负极 原材料 理论克容量（ mAh/g） 体积膨胀 循环寿命 首次效率（ %） 石墨负极 天然鳞片石墨、沥青焦、石油焦、针状焦 372 12% 高 90%以上 硅碳负极 纳米硅（ 150nm以下） +基体材料 4200 300% 低 两者之间 硅氧负极 SiO+基体材料 1800 118% 中 70%以下 表：不同材料负极对比 24 硅基负极 尚处于发展初期，在负极渗透率仅为 2.5% 资料来源： GGII、天风证券研究所 国内硅基渗透率仍较低， 2020年出货不足万吨。 2020年国内负极出货量 36.5万吨，其中硅基负极出货 0.9万吨，渗透率仅为 2%，发 展空间较大。 图：国内硅基负极出货量、增速（万吨、 %） 0.06 0.16 0.26 0.37 0.9 167% 63% 42% 143% 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2016年 2017年 2018年 2019年 2020年 出货量（万吨） YOY 1.1% 1.4% 1.4% 2.5% 0.0% 0.5% 1.0% 1.5% 2.0% 2.5% 3.0% 2017年 2018年 2019年 2020年 图：国内硅基负极在负极渗透率（ %） 25 从负极厂看，海外日本信越较为领先 ， 国内贝特瑞较为领先 资料来源： GGII、专利网、前瞻产业研究院、各公司年报、天目先导官网、天风证券研究所 我们认为硅基负极技术海外日本信越较为领先，国内贝特瑞、中科院物理所（璞泰来技术来源）较为领先。 日本信越： 主营半导体、有机硅和高分子等产业，发明专利数量行业领先，且绝大多数为硅氧，目前已实现批量供应。 贝特瑞： 国内最早布局硅基负极的负极企业， 2013年即通过三星认证，目前产能 3000吨，且已经实现批量供货。 璞泰来： 硅碳核心 技术 起源于