动力电池负极材料行业发展现状及市场投资前景分析

袁征

1 动力电池负极行业所处赛道概况

负极材料是动力锂离子电池组成部分之一，而动力电池下游应用场景中发展最快、规模最大的领域是新能源汽车产业。本文中新能源汽车特指以锂离子电池为动力的电动汽车，不考虑氢燃料等其他新能源形式。

1.1 新能源汽车产业概览

根据Canalys统计，受欧洲和中国市场强势带动，2021年全球新能源汽车销量为650万辆，同比增长109%。中国是全球最大新能源汽车市场之一，2021年，中国大陆市场共销售出320万辆电动汽车，创历史新高，占新车销售量的15%，同时该数量也占全球电动汽车销量的一半。

1.2 动力电池产业概览

2021年全球动力电池总装机量为296.8GWh，同比增长117.8%。全球动力电池总装机量排行前10企业中中国占据6席。其中，宁德时代连续第5年登临榜首。需要注意的是，在美欧大力发展动力电池及电动车，且要求供应链回流本国的大背景下，海外市场的竞争将愈加激烈。而国内整车利润空间也会持续受到挤压，逐年传导至供应商，负极材料行业竞争必将激化。一方面，国内以宁德时代和比亚迪为代表的电池生产企业如何迅速打开海外市场成为急需解决的问题；另一方面，对于负极材料生产企业，也需要思考如何把握机会打入国外动力电池厂商供应链。

在国内市场方面，2021年，我国新能源汽车产销分别达到354.5万辆和320万辆，同比增长均为1.6倍。动力电池的增速与新能源汽车增速保持一致。宁德时代仍是中国国内动力电池市场巨头，牢牢占据一半以上的市场份额，比亚迪仅依靠自身汽车品牌，就冲到中国动力电池厂商第2的位置，并成为中国新能源汽车销冠。

1.3 动力电池负极材料产业概览

负极材料占锂电池总成本不超过15%，以历年动力电池装机量为基础，按照动力电池负极材料单位耗用量约1350t/GWh进行估算。2014-2021年，全球全球动力电池负极材料装机量由2014年的1.35万t增长到2021年的40万t（图1），2014-2021年中国国内市场动力电池负极材料装机量从0.59万t上升至20.86万t，平均增速高于全球装机量增速（图2）。

2 动力电池负极材料产业总体情况分析

1.1 负极材料主要类型

从动力电池应用视角来看，负极材料处于产业链上游，在动力电池4大材料中，负极材料技术是最为成熟的。负极材料主要分为碳材料与非碳材料2大类。碳材料是指碳基体系，主要包括天然石墨、人造石墨、复合石墨、中间相碳微球、硬碳、软碳等。非碳材料主要包括硅基材料、锡基材料、钛酸锂等。目前，可作为锂离子电池负极材料的种类有很多，但能够达到量产并成功商业化使用的主要还是石墨系的负极材料，具体包括天然石墨和人造石墨，表1为常用石墨系负极材料与硅基负极材料的性能对比。2020 年我国电动汽车鋰离子电池石墨系负极材料中，人造石墨占比超过80%。

1.2 市场概况

动力电池负极材料市场规模可以按照3种口径进行统计：生产量、出货量、装机量。本文采用实际装机量作为统计口径，在长时间维度上较客观反映行业的变化趋势。全球与国内市场动力电池负极材料装机量对比详见表2所示。

2016-2021年，人造石墨340-360mAh/g型号价格基本保持不变，低、中、高端天然石墨价格持续下行。以装机量为标准进行测算，2021年全球市场规模约为270亿元，中国国内市场规模约140亿元。

从行业内企业盈利情况来看。以2020年数据为例，2020年贝特瑞负极材料的毛利率为36.82%，璞泰来的为30.09%，凯金能源的为23.08%，杉杉股份的则为27.72%。

1.3 竞争格局

目前，世界范围内锂电负极材料的研发生产主要集中在中国、日本和韩国等国家。从企业竞争格局来看，2021年市占率排名前10的海外企业只剩浦项一家，其余皆为中国企业。中国负极材料企业在全球来看优势明显，不管是产业链布局，还是产品性能，以及成本上都优势显著。但未来3～5年随着欧美自建材料供应体系的诉求，海外负极材料产量也将呈现逐步上升态势，会有更多的外资企业参与到全球竞争中。

从国内市场来看，目前从事锂离子电池材料业务的企业主要为民营企业。截至2021年5月，国内从事锂离子电池材料业务相关注册企业数量为1 136家。从企业分布区域来看，企业数量排名前3省份分别为：湖南省（601家）、广东省（244家）、江苏省（36家），3个省份的企业数量占比达到了77.6%，由此可以看出，中国锂电池材料企业区域分布较为集中。

目前，国内负极材料的竞争格局可分为“三大五小”。“三大”是指贝特瑞、璞泰和杉杉股份，“五小”则指东莞凯金新能源科技有限公司、湖南中科星城石墨有限公司、福建翔丰华新能源材料有限公司、石家庄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。

总体来看，我国锂电池负极材料行业的市场集中度较高，不论是从在负极材料产量，还是负极材料出货量，2020年，锂电池负极材料行业市场CR2都高达30%以上，CR5都高达60%以上，主要是因为锂电池负极材料行业具有较高的工艺壁垒，材料的制作工艺在很大程度上会影响产品的品质。

3 技术驱动分析

3.1 人造石墨负极材料仍为主流

碳材料存在着比容量低，首次充放电效率低，有机溶剂共嵌入等不足，所以人们在研究碳材料的同时也开始了对其他高比容量的非碳负极材料的研究与开发。未来市场有一定可能性会从人造石墨一家独大，过渡到石墨材料为主，中间相碳微球、软碳/硬碳、无定形碳、钛酸锂、硅碳合金等多种负极材料共存的局面。

就目前来说，人造石墨负极材料还是最符合动力电池和储能电池对循环寿命、安全性等要求，因此在相当长一段时间内仍将是动力电池和储能电池的主流应用方向。

3.2 企业布局全工序是大势所趋

负极材料行业主要经营模式可分为“以委托加工为主经营模式”和“一体化生产经营模式”。以委托加工为主经营模式，是指将石墨化工序或其他工序进行委外加工。一体化生产经营模式，是指自建石墨化为主的全工序生产线。

随着锂电池行业竞争进一步加剧，通过一体化布局从而获得成本上的优势是提升公司竞争力的有效途径。各大负极材料企业也逐渐从“以委外加工为主的生产模式”向“以自建石墨化产能为主的一体化模式”转变，以获得更大成本优势。

3.3 技术进步对行业有深刻影响

根据埃米研究院的统计，其数据库对全国材料与化工相关的科研工作者中的13 000人进行了采样，其中做电池相关研究的1 493人，占科研人员比例的11.5%，可以说电池储能领域在整个科研体系中是一个重要研究分支。然而，在1 493人中涉及锂电方向的635人，进一步涉及负极材料研发的有107人，负极材料研发人员比例在锂电领域相对较低，这与该领域产业化相对成熟，科研上短期内较难贡献突破性的论文有关。

除了负极材料本身，下游锂电池领域技术更新迭代迅速，也会对上游负极材料行业产生巨大影响：一方面，随着锂电池不断拓展新的应用领域，进一步推动应用市场规模大幅增长，未来几年，锂电池在电动卡车、电动叉车、电动船舶等新兴领域的渗透率将进一步提升，进而带动锂电池相关材料市场需求上升；另一方面，在国家长期规划中，未来动力电池技术路线则还包括燃料电池、固态电池、锂硫电池以及金属空气电池等，目前均尚未商业化，若未来锂电池的性能、技术指标和经济性被其他技术路线的动力电池超越，则锂电池的市场份额可能被挤占。

4 宏观经济驱动分析

4.1 碳中和背景下的新能源汽车盛宴

清洁能源的生产与使用是国家战略之争，是未来国家与欧美长期技术与政治博弈的重要手段和筹码。当国家能源结构转型，大大减少对火电的依赖，新能源汽车真正使用上“绿电”时，这一产业的布局也就有了闭环。而当下，在能源结构未完成转型的情况下，国家提前布局了新能源汽车产业，在与欧美、日韩的竞争中已经取得了先机。

近年来，新能源汽车市场渗透率持续提升，2021年中国新能源汽车市场占有率达到13.4%，高于上年8个百分点。国务院发布了《新能源汽车产业发展规划》，其中明确提出到2025年，新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售总量的20%左右。这意味着，新能源汽车的渗透率有很大的提升空间，前景非常广阔。

4.2 原材料价格波动较大

人造石墨负极材料生产所需的原材料主要为石油焦、针状焦等焦类原料，其价格受石油等基础原料价格和市场供需关系影响，呈现不同程度的波动。通常情况下，负极材料厂商无法对原材料市场价格施加足够的影响。原材料市场价格波动对人造石墨负极材料生产的材料成本控制提出了挑战，进而影响行业的盈利水平。

4.3 行业周期性、区域性及季节性

首先，负极材料行业不具有明显周期性，与下游锂电池行业的市场状况高度相关。由于下游新能源汽车、消费电子、储能行业不存在明显的周期性，负极材料的行业周期性特征不明显。

其次，从区域性上来看，从行业全球区域性来看，目前集中度较高，主要集中在东亚地区。从国内分布地区来看，负极材料厂商在行业发展早期主要是分布在相对发达的沿海地区，并采购内陆地区的石墨化加工服务。

最后，从季节性上来看，受新年、春节等假期影响，对主要负极材料厂商而言，第一季度为销售淡季。动力电池市场方面，新能源汽车厂商的旺季主要在下半年，特别是第4季度。因此，负极材料市场具有一定季节性，生产主要集中在下半年，第4季度尤其明显。

5 政策驱动分析

锂电池负极材料作为一种重要的新能源汽车动力电池材料，长期以来受到国家科技政策和产业政策的支持，并被列入国家相关产业发展规划及目录。近年来，国家相关部门相继出台了新能源汽车相关法规和政策，具体包括购车补贴、税收优惠、路权特权、积分政策等，为我国新能源汽车企业的发展提供了良好的外部环境，有利于国内锂电池负极材料产业在更高的起点上与国际同行竞争。

5.1 国外主要国家政策

从国外政策（表3）来看，反映出以下几点及趋势：

①随着新能源汽车在欧美市场的扩大，近年来新冠疫情影响以及与中国的地缘政治摩擦，欧美对于供应链回流本国（本区域）愈发重视。对于负极材料特别涉及人造石墨的生产可能会介入并有一定保护政策。中国拓展海外欧美市场难度会增大。

②韩国作为中国企业在全球负极材料市场上的主要竞争者，也从国家层面进行了推动，中韩之间在国际市场上的竞争会愈加激烈。

③日本近年来从国家竞争层面上有迹象放弃锂电路线，从2021年发布的第六版《能源基本计划》来看，日本希望通过自身的创新，减少在能源领域的对外依赖程度，特别是在非锂电池、氢能、海洋能、地熱能和太阳能等领域。可以预见，日本会持续投入氢能等其他清洁能源技术的研发，在锂电产业链也会逐步落后于中韩。但是需要警惕日本其他形式的技术路线对于锂电行业的冲击。

5.2 中国国家政策

自2010年国务院将新能源汽车产业作为战略性新兴产业以来，多部委连续出台了一系列支持、鼓励、规范新能源汽车行业发展的法规、政策，从发展规划、消费补贴、税收优惠、科研投入、政府采购、标准制定等多个方面，构建了一整套支持新能源汽车加快发展的政策体系，也为上游动力电池负极材料业务提供了广阔的发展空间。但是国家将在2022年底取消新能源汽车的财政补贴，这会迫使新能源汽车上游的企业降低售价来满足下有厂商的压价要求，从而影响行业利润。表4统计了2020年以后制定的现行主要法律法规及相关政策。

从我国国家政策力度与频率来看，国家显然已经将新能源汽车作为对欧美与日韩的战略竞争方向，未来投入力量还会持续加大。随着国内新能源汽车的比例快速上升，动力电池及负极材料需求会被迅速拉动。

6 行业壁垒分析

6.1 资金壁垒

负极材料一体化厂商需要投入大量资金，进行厂房建设和设备购置、培养专业化人才，以在激烈的市场竞争中占有一席之地。负极材料的生产投资规模较大，厂商需要不断建设新的生产基地，扩大生产能力，以适应目前下游主流锂电池厂商的需要，满足其对规模化生产的需求，从而占据更多的市场份额。因此，庞大的资金需求限制了很多新进入者的发展。

6.2 技术和工艺壁垒

人造石墨负极材料的工艺十分复杂，个别工序具有较高的工艺壁垒。造粒和石墨化环节是体现负极行业技术门槛和企业生产水平的关键。负极材料厂家需要具有丰富的技术应用积累，对上述工序的关键设备进行不断的改造更新。同时原料质量对人造石墨负极材料产品结构晶形有直接影响，公司需要对原材料选择、生产工艺的细节设置、成品的质量把控有深入的研究。

6.3 客户壁垒

下游锂电池厂商对于供应商的选择极为谨慎，通常会综合考量供应商的产品 质量、研发能力、生产能力、管理能力等综合竞争力，这些因素极大阻碍了新进入者的市场拓展。负极材料厂商如果想要进入锂电池厂商的供应链，一般要经历送样小试、中试、大试等环节，条件满足者才会得到锂电池厂商的审核认证，个别锂电池厂商还增加多批次小批量供货等环节去验证供应商的产品质量稳定性，因此锂电池客户开发周期较长。

通常情况下，动力锂电池厂商和负极材料供应商的粘性较强，若要更换主材料供应商，还需要下游新能源汽车厂商的测试和通过，需要较长的更换周期。因此，一旦形成稳定的供应关系，锂电池厂商不会轻易更换负极材料供应商。

7 负极材料产业发展问题

虽然目前我国动力锂离子电池负极材料在世界范围内的产出占比处于领先的位置，国内产业发展也呈现出快速增长的趋势，但关于我国锂电负极材料产业还是存在一定的问题。

7.1 产能急剧扩张，高端不足低端过剩

动力电池在新能源汽车产业链上占据着重要的位置，负极材料相关企业数量也快速增加，但负极材料重点技术目前还是掌握在龙头企业手中，因此出现高端优质产能不足、低端产能过剩的局面，造成行业结构性风险进一步上升。

7.2 急需新型材料来替代传统石墨系负极材料

目前主流的石墨系材料的理论容量非常有限，并且目前市面上所使用的驱动锂电池负极材料已经很接近其理论容量。从而影响电动汽车的续航里程，因此，现在需要一种理论容量更大且性能更均衡的材料来替代石墨材料。目前关于新型负极材料研究方向有很多，硅基材料是下一代负极材料首选。但当前国内在电池领域科研人员中负极材料研究人员比例并不高。

7.3 人造石墨材料石墨化环节高耗能，生产成本占比较高

在石墨化过程中，要使用高温热处理对原子重排及结构转变提供能量，这一过程需要消耗大量能量，属于高能耗生产环节，根据头部负极厂商成本结构看，石墨化成本占人造石墨成本占比约50%，成本占比最大，为生产降本的关键之一。

7.4 未来利润空间将被压缩

国际市场上，尽管中企占据了绝大部分市场份额，但是随着美欧要求供应链回流本国（本区域），各区域保护主义的实施，中企占据的市场份额有下降的风险，国外拓展将会受到一定阻力。“内卷”会加剧国内市场的竞争压力。

再加上2022年底国家将取消新能源汽车的财政补贴，这会迫使新能源汽车利润空间也会持续受到挤压，向上传导至材料端，上游负极材料供应商也会面临更加严苛的价格谈判，负极材料行业利润率有下降风险。

8 结语

动力电池负极材料行业所处新能源汽车赛道，在碳中和大背景下，随着全球动力电池装机量的爆发，行业将持续扩产以满足新能源汽车市场的需求。

负极材料技术是锂离子电池四大材料中最为成熟的，未来很长一段时间，人造石墨仍将是技术主流，硅碳材料是当前前沿研发的重点。从行业竞争格局来看，全球市场中，中企占据了绝对优势，而国内市场也呈现“三大五小”的局面，行业总体市场集中度較高。

从政策角度来看，各国加紧布局，美欧对于产业链的回流较为关注，匹配了相应的产业政策，将对于中企开拓海外市场造成影响。韩国也制定了相应政策，加大与中国的竞争。而日本则有从国家层面放弃锂电竞争转攻氢等清洁能源的趋势，其在动力锂离子电池上的竞争力会持续减弱。从国内来看，一方面新能源政策持续加码，另一方面2022年底新能源汽车不再享受财政补贴。上述全球的潜在变化，在未来会加剧这一行业的竞争，压缩负极材料行业的利润空间。行业内企业在机遇中需要做好应对危机的预案。

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