2021年，全球儲(chǔ)能電池及全球動(dòng)力側(cè)需求爆發(fā)，2025年全球負(fù)極市場空間預(yù)計(jì)近500億。
目前鋰離子電池負(fù)極材料包括天然石墨材料、人造石墨材料、硅基及其他負(fù)極材料。
負(fù)極材料分類
從我國負(fù)極材料消費(fèi)結(jié)構(gòu)來看，人造石墨消費(fèi)比重最大，我國人造石墨出貨量達(dá)79.2%。預(yù)計(jì)2021-2023年負(fù)極材料需求將從47.7萬噸增加到89.5萬噸。
數(shù)據(jù)來源于各企業(yè)年報(bào)分析
競爭格局：四大三小，格局穩(wěn)定
經(jīng)過多年發(fā)展，目前負(fù)極材料已形成四大三小格局，貝特瑞、杉杉、璞泰來（紫宸）、凱金能源為頭部一線企 業(yè)，貝特瑞為天然石墨絕對(duì)龍頭，人造石墨份額穩(wěn)步提升。
來源：中泰證券報(bào)告
從負(fù)極材料供給來看，世界負(fù)極材料供應(yīng)商主要在中國和日本，兩國負(fù)極材料產(chǎn)能之和占世界總產(chǎn)能的95%以上。
數(shù)據(jù)來源：中泰證券研究所
2020年以來，市場比較擔(dān)憂負(fù)極擴(kuò)產(chǎn)幅度大導(dǎo)致過剩。由于下游需求高增，基本消化了新增產(chǎn)能，我們預(yù)計(jì)負(fù)極供需格局將維持穩(wěn)定。
鋰電池負(fù)極材料把握動(dòng)力電池安全性命脈，在鋰離子電池負(fù)極材料中，除石墨化中間相碳微球(MCMB)、無定形碳、硅或錫類占據(jù)小部分市場份額外，天然石墨和人造石墨占據(jù)著90%以上的負(fù)極材料市場份額。那么對(duì)應(yīng)于不同的電池需求，所對(duì)應(yīng)的負(fù)極材料也有所不同。如下表是各類負(fù)極材料的對(duì)比。
數(shù)據(jù)來源于公開研究材料
從表中可以分析得到天然石墨/人造石墨具有穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，適合應(yīng)用于小型電池和動(dòng)力電池領(lǐng)域；硅碳負(fù)極具有高能量密度，但倍率性能差等特點(diǎn)，適合應(yīng)用于動(dòng)力電池。
人們往往覺得負(fù)極材料的制造很簡單，只需要把原材料往燒結(jié)爐里一扔，升高溫度燒結(jié)就可以了。其實(shí)，過程也需要精心調(diào)控。人造石墨的制備需要經(jīng)過“破碎、造粒、石墨化、篩分”四個(gè)大工序和和許多小小工序，其中的造粒和石墨化兩個(gè)環(huán)節(jié)都有很高的技術(shù)壁壘，并不是簡簡單單的燒結(jié)就可以了。
資料來源：翔豐華招股說明書
瀝青類化合物熱處理時(shí)，發(fā)生熱縮聚反應(yīng)生成具有各向異性的中間相小球體，把中間相小球從瀝青母體中分離出來形成的微米級(jí)球形碳材料就稱為中間相炭微球。
硅作為鋰離子電池行業(yè)下一代負(fù)極材料中石墨的最佳替代品，在其實(shí)際應(yīng)用中面臨著一個(gè)挑戰(zhàn)：由于合金化的嵌鋰機(jī)制，硅的體積膨脹和應(yīng)力巨大，導(dǎo)致硅顆粒粉碎并從電極上脫落。這就要求非常嚴(yán)格的制備硅基負(fù)極材料的流程。
目前負(fù)極材料仍處于供不應(yīng)求的局面，產(chǎn)能釋放仍需時(shí)日。鋰電池的負(fù)極材料需求大增受益于新能源電動(dòng)車銷量的激增以及儲(chǔ)能的需求，再加上各種造車新勢力、互聯(lián)網(wǎng)跨界造車的火熱刺激，鋰電池原輔材料企業(yè)不斷擴(kuò)產(chǎn)或新建規(guī)模隨之而來，燃油汽車加速電動(dòng)化的低碳出行將成為新常態(tài)，這都為包括鋰電池原輔材料的企業(yè)提供了廣闊市場空間和龐大的應(yīng)用場景。各大企業(yè)都在擴(kuò)張負(fù)極產(chǎn)能。如下表列舉了負(fù)極產(chǎn)能擴(kuò)張企業(yè)。
新增負(fù)極產(chǎn)能統(tǒng)計(jì)
數(shù)據(jù)來源于各大新聞報(bào)道
在全球的鋰電池負(fù)極材料細(xì)分產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中，天然石墨仍占據(jù)主導(dǎo)地位，2020年，天然石墨需求占比達(dá)到了47.8％，人造石墨為44.8％；然而，早在2016年，中國的人造石墨就開始被大規(guī)模應(yīng)用，市場占比超過了天然石墨，2020年人造石墨占比達(dá)到了77.7％。
從企業(yè)競爭格局來看，2019－2020年，在全球鋰電池負(fù)極材料市場TOP9企業(yè)中，中國占據(jù)了7席，其余兩席分別是韓國的浦項(xiàng)化學(xué)和日本的日立化成，此外，頭部的企業(yè)均是中國企業(yè)。2020年，全球鋰電池負(fù)極材料排名前三的企業(yè)分別是璞泰來、貝特瑞和杉杉股份。
目前，全球鋰電池負(fù)極材料第一大技術(shù)來源國為美國，美國鋰電池負(fù)極材料專利申請(qǐng)量占全球鋰電池負(fù)極材料專利總申請(qǐng)量的53.19%；其次是中國，中國鋰電池負(fù)極材料專利申請(qǐng)量占全球鋰電池負(fù)極材料專利總申請(qǐng)量的9.99%。日本和韓國排名第三和第四，中國、日本、韓國與排名第一的美國專利申請(qǐng)量差距較大。
全球負(fù)極材料技術(shù)專利分布占比（統(tǒng)計(jì)截止2021年10月）
從趨勢上看，中國在專利申請(qǐng)上遙遙領(lǐng)先，美國、日本、韓國鋰電池負(fù)極材料專利申請(qǐng)量呈現(xiàn)“你追我趕”的態(tài)勢，三國每年度專利申請(qǐng)量差距不大。2020年，美國鋰電池負(fù)極材料專利申請(qǐng)量為928項(xiàng)，日本鋰電池負(fù)極材料專利申請(qǐng)量為224項(xiàng)，韓國鋰電池負(fù)極材料專利申請(qǐng)量為529項(xiàng)。
隨著電池行業(yè)對(duì)鋰電池容量需求不斷增加，硅基負(fù)極材料因具有高克容量和低電位等優(yōu)勢，成為鋰電池下一代負(fù)極材料的黑馬。
然而硅基負(fù)極材料在充放電過程中，硅鋰合金的生成與分解伴隨著巨大的體積變化，最大膨脹可達(dá)320%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于碳基電極材料（碳材料只有16%）。
劇烈的體積變化導(dǎo)致硅顆粒破裂粉化、負(fù)極活性物質(zhì)從電極片上脫落以及因粉化和脫落引起固相電解質(zhì)層（SEI膜）持續(xù)形成。因此高膨脹率是制約硅基負(fù)極鋰電池發(fā)展的絆腳石。
數(shù)據(jù)來源于墨丘專利分析
目前硅基負(fù)極材料研究主要可分為兩個(gè)體系，以純硅材料為主體的改性研究和以硅氧化物SiOx為主體的改性研究，比較成熟的改性方向主要包括納米化、氧化亞硅及碳包覆等三種手段形成硅碳復(fù)合材料，以此減小體積效應(yīng)對(duì)硅顆粒及SEI膜破壞。
國內(nèi)當(dāng)前在硅基負(fù)極材料領(lǐng)域能夠?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)的企業(yè)較少，貝特瑞具備先發(fā)優(yōu)勢，目前已經(jīng)進(jìn)入了松下-特斯拉的供應(yīng)鏈，實(shí)現(xiàn)大批量供貨，其他廠商大多尚處于研發(fā)或小批量量產(chǎn)階段。
聯(lián)系客服
