群雄逐鹿一体化，看好技术迭代+工艺know-how降本【天风电新】

负极格局较为分散，全球CR3占比38%，TOP3企业未拉开绝对差距

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。

资料来源：GGII、尚太科技招股、天风证券研究所

1.1 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

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

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。

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

技术路线：负极分为天然和人造石墨，人造石墨是目前主流

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。

资料来源：GGII、凯金能源招股、翔丰华招股、天风证券研究所

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

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。

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：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

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%。

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

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

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。

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

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

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。

资料来源：尚太科技招股、凯金能源招股、天风证券研究所

负极赛道盈利好，负极厂各安一隅

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。

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

1.2 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

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

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。

资料来源：GGII、天风证券研究所

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

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。

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

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。

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

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

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7.5~8.5万元/吨下降至4~5.5万元/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）。

资料来源：恩捷股份公司公告，Wind，天风证券研究所

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

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。

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

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。

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

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

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。

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

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

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。

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

硅基负极尚处于发展初期，在负极渗透率仅为2.5%

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。

资料来源：GGII、天风证券研究所

从负极厂看，海外日本信越较为领先，国内贝特瑞较为领先

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中科院物理所，中科院物理所自1996年就开始了在锂离子纳米硅碳负极发研究，1997年发表了世界上第一篇纳米硅专利。璞泰来与中科院物理所展开合作，目前中试车间已完成建设，产能1000吨左右。

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

3.1 纵向一体化：能力圈以内的最优化 = 粉碎、造粒、炭化是能力圈以内的工序，自己做 + 石墨化、焦类是能力圈以外的工序，参股/收购

视角1-生产工序：人造石墨负极核心工序在造粒和石墨化，是体现know-how的关键

人造石墨负极生产工序包括破碎、造粒、石墨化、炭化（可选）、筛分：

• 破碎：将石墨原料和沥青按不同比例混合，并放入空气流中进行磨粉，将5-10mm粒径的磨至5-10微米。

   

• 造粒：造粒是负极生产核心环节，具体分为热解和球磨：1）热解是指在反应釜中，按照温度曲线进行电加热，于200～300℃搅拌1-3h，而后继续加热至400～500℃，搅拌得到粒径在10-20mm 的物料，降温出料；2）球磨是指将热解后的物料在球磨机进行机械球磨，10-20mm 物料磨制成6-10μm 粒径的物料。

   

• 石墨化：在石墨化炉中对炭材料进行2000度以上的高温热处理。

核心在造粒和石墨化，炭化一般适用于对快充有需求的产品。

• 造粒：石墨颗粒的大小、分布和形貌影响着负极多个性能指标。颗粒越小，倍率性能和循环寿命越好，但首次效率和压实密度越差，反之亦然，生产核心在于合理的粒度分布。

   

• 石墨化：核心在于装料方式、通电曲线的控制（升温和降温）。

资料来源：璞泰来招股、天风证券研究所

视角2—成本结构：石墨化和焦类占比较大

从人造石墨负极成本构成看，占比最大的是石墨化（42%），其次是焦类（14%）。

早年行业体量较小，负极企业产能不足，将石墨化和部分粉碎、造粒工序外协，又粗形成了加工费，加工费合计占比在50%左右。

资料来源：璞泰来年报、璞泰来招股、天风证券研究所

思考1：为何要纵向一体化？电池厂反向开发材料决定了中期竞争要素是成本

宁德时代在材料端拥有大量专利布局。以专利价值更高的发明专利数据统计（目前宁德专利超过4000件，其中接近2000件为发明专利），其中材料发明专利数量占比接近40%，合计超700件。

宁德时代在参股上游初创期的材料公司后，通过技术联合、订单扶持等手段大幅提高参股公司长大的可能性，经典案例为——尚太科技（主要做负极），2018年宁德在参股尚太后，通过技术+订单扶持，使得尚太快速放量，2018年尚太还没有大规模出货，市占率仅在1.8%，21年5月已经提升至9%。

在最新的技术路线硅基负极中，宁德时代也处于领先位置。宁德摒弃了传统碳包覆技术，转向研究人造电解质界面膜包覆技术。19年将这一技术应用到硅材料制备，开发的硅碳复合负极材料，其循环性能表现显著优于国外产品。

资料来源：GGII、尚太科技招股说明书、天风证券研究所

纵向对比：璞泰来石墨化自供后，石墨化成本从2016年的1.75万元/吨下降至2020Q1的0.8万元/吨。

横向对比：在中低端市场，尚太科技基本没有外协，凯金、翔丰华外协较多。19年尚太制造费用1.3万元/吨，明显低于凯金的1.8万元/吨的制造+加工费。

资料来源：璞泰来定增反馈意见回复、璞泰来招股、尚太科技招股、翔丰华招股、天风证券研究所

思考2：如何做纵向一体化？做能力边界内的最优选择

石墨化和焦类隶属于炭素、石油化工产业链，是负极企业能力边界外的工序，可通过收购、参股一体化。人造石墨负极所用的焦类一般是石油焦，石油焦是石油精炼过程的副产品，具体是指原油经蒸馏分为轻质油和重质油后，重质油再通过热裂转化而得到的一种产物。此前焦类多用于生产石墨电极，且也有石墨化工序。

破碎、造粒、炭化系负极本环节工艺，早期部分依赖外协系负极厂产能和资金不足，现如今行业体量扩大，负极可以自己做。如璞泰来19年在溧阳自建炭化产能，21年在四川投建20万吨负极全工序项目。

资料来源：璞泰来公告、中国粉体网、中国报告网、天风证券研究所

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，石墨化依赖外部收购。如璞泰来（收购山东兴丰）、中科电气（收购贵州格瑞特、四川集能）、尚太（本身石墨化出身）、贝特瑞（四川金贝）。

焦类成本占比较高，但一方面焦类包含多种，低端石油焦价格低廉，是常见大宗品，供应稳定，没必要自供，高端针状焦价格昂贵但壁垒高，负极企业跨界进入难度系数大，没能力完全自供。因此负极企业一般参股针状焦公司以保障供应，如璞泰来、贝特瑞。

与此同时，造粒、炭化等工序在产能释放的同时可以逐步实现自供，如璞泰来四川负极基地全工序一体化。

资料来源：各公司公告、天风证券研究所

石墨化布局较领先：璞泰来、中科电气、尚太科技（石墨化出身）等

璞泰来18年增资收购山东兴丰，后持续扩产，目前石墨化规划产能达33万吨，预计今明年有效达9、15万吨，自供比例在90%左右。

中科先收购贵州格瑞特，后参股四川集能，目前石墨化规划产能9.5万吨，权益产能7.6万吨，预计明年权益产能达6.4万吨，自供比例达63%。

尚太科技石墨化企业出身，目前石墨化产能在3.8万吨，高于负极。

资料来源：各公司公告、天风证券研究所

针状焦布局较领先的：璞泰来和贝特瑞

璞泰来19年6月参股振兴炭材，当时持股32%，目前持股比例在38.62%。振兴炭材原有产能4万吨，公司参股后在建产能8万吨。

振兴炭材以软沥青为原料，主要生产针状焦（煤系）、炭黑油、炭素产品。

贝特瑞21年3月与山东京阳拟在针状焦及负极材料进行深度合作，共同成立合资公司（山东瑞阳），贝特瑞持股55%，拟建设人造石墨负极材料一体化基地项目，8万吨负极（包括石墨化）+12万吨针状焦，计划分两期进行，一期4万吨负极+6万吨针状焦。

山东京阳以针状焦（油系）为核心产品。2017年11月山东京阳年产7万吨针状焦联合装置，以重芳烃为原料，生产出了高附加值的针状焦，可完全替代进口针状焦产品。自2017年量产以来，公司产品广受石墨电极和锂电负极客户认可，目前在国内高端针状焦领域处于领先地位，目前产能在10万吨。

资料来源：璞泰来年报、贝特瑞公司公告、山东京阳公司官网、天风证券研究所

3.2 工艺know-how：石墨化的持续改进、选焦和配焦能力

石墨化的持续降本：电费在成本占比达60%，低电价区域扩建石墨化产线，抢占稀缺资源

石墨化是传统炭素行业的一种高耗能的成熟工艺，电费成本占比在60%，电价对石墨化成本影响显著。如璞泰来的山东兴丰2020年Q1石墨化成本为1.13万元/吨（电价在0.6元/度），而内蒙兴丰为0.78万元/吨（电价在0.3元/度）。

低电价区域属于稀缺资源，政策上对高耗能项目的审批趋严，早期进行扩产的企业有先发优势。如内蒙发改委今年1月指出：在未来要实行更加严格的高耗能项目节能审查政策（石墨化是典型的高耗能项目） ，并进一步提出不再审批铁合金、电石、PVC、水泥熟料、石墨电极材料、兰炭等项目。

资料来源：璞泰来公告、尚太科技招股，天风证券研究所

石墨化的持续降本：装炉方式分为坩埚和箱体，具体选用体现know-how

石墨化装炉方式分为坩埚和厢式，装炉过程分为四小步：铺炉底、围炉芯、坩埚入炉和电阻料入炉、覆盖填充保温料（即煅后石油焦粉），整个石墨化过程是在艾奇逊窑炉中进行的。

• 坩埚炉工艺：将前料放入一个个圆柱形坩埚中再放入窑炉，炉与炉之间有缝隙需添加保温料。

   

• 厢式炉工艺：将整个炉芯空间分成若干个等容积腔室，负极材料直接放置于石墨板材所围成的厢体空间中，石墨板材具有导电性，厢体通电后自身发热，在作为负极材料容器的同时能够达到材料加热的目的。

厢式炉工艺单位能耗较坩埚大幅降低，理论上成本更低，但具体生产中哪种成本更低体现各家know-how。厢式炉单炉较坩埚炉有效容积成倍增加，而总耗电量仅增加约10%，产品单位耗电量降低40%-50%左右。厢式炉理论上成本更低，但受热均匀性低于坩埚，因此对石墨化工艺掌握程度及技术优化水平要求较高，厢板拼接过程精度较高，装料吸料操作难度加大，加热过程需更加精确地控制送电曲线及温度测量，控制不好材料容易出现受热不均。

资料来源：内蒙发改委，璞泰来公告、《石墨化方式对锂离子电池人造石墨负极材料性能的影响》乔永民等，天风证券研究所

石墨化的持续降本：石墨化炉技术进步方向是从间歇运行→连续石墨

目前石墨化工艺主要分为三种：艾奇逊、内热串接、连续式石墨化炉，目前大规模应用的多为艾奇逊。

工艺成熟度：艾奇逊＞内热串接＞连续式。艾奇逊石墨化炉于1895年发明，由于结构简单，目前应用最为广泛。内热串接石墨化炉由于电阻异常发热等难题，近二十年来国内才得以发展，主要用于大规格超高功率石墨电极生产，生产负极经济性或欠佳。连续式石墨化炉目前仍处于初期阶段，技术难题较多，应用最少。

工作原理：艾奇逊为间接加热（通过电阻料的热传导对产品加热）；内热串接及连续式为直接加热（电流通过产品，产品靠自身电阻产生电阻热，无需电阻料），能量利用率高。

运行方式：艾奇逊及内热串接为间歇运行；连续式石墨化为连续运行。间歇运行：产品装炉后不移动，经升温石墨化，降温（一般为自然冷却）后出炉，生产周期较长，一般半个月至一个月。 连续运行：产品可移动，石墨化炉不同部位温度不同，产品装出炉、预热、石墨化、冷却（采用冷却器）同时进行，生产周期短，单位产出高；且可实现高效率的能量回收与利用，电耗为间歇式炉的13-16%。

资料来源：《连续式石墨化技术研究》汤建平、《连续石墨化技术》陈文仲，天风证券研究所

从当前时间点，黑马尚太科技石墨化优势最明显

尚太科技20年石墨化单位营业成本在0.64万元/吨，同期璞泰来内蒙兴丰在0.78万元/吨，山东兴丰在1.13万元/吨。

尚太石墨化成本低或在于单位电耗低：

• 从电价看：璞泰来内蒙电费仅0.3元/度，尚太河北基地在0.5元/度，山西在0.4元/度。

   

• 从电耗看：从单位负极电费和电价可推出尚太科技电耗在1万度/吨负极（全工序），从璞泰来负极单环节环评可知负极单环节电耗在2000度/负极左右，由此可知尚太石墨化电耗约在8000度/吨负极，而璞泰来石墨化电耗约在1万度出头。

尚太科技电耗低的原因或在于工艺优化，是长期积累的结果。1）石墨化工序前增加焙烧工序，使同样的石墨坩埚数量装载更多物料；2）采用新型石墨化炉，炉体扩大的同时保持较高的热效率，生产用电未与炉体扩大成比例增加，从而降低电耗。

资料来源：璞泰来定增回复函、尚太科技招股说明书，天风证券研究所

针状焦的持续降本：负极厂商一般采用多种焦生产负极，且各家选焦和配比差异明显

负极产品分层部分来自原材料分层（价差大），普通石油焦价格在2000元/吨左右，针状焦在5000-11000元/吨。

低端产品多采用普通石油焦，高端产品多采用针状焦。尚太科技原材料多威石油焦，针状焦仅占比6%且为低端针状焦，凯金能源的针状焦占比也在下降，而璞泰来此前定位高端市场，多采用针状焦且价格较高。

各家的焦类选择和配比存在差异。中科电气采用了7种焦类，尚太有5种，凯金与璞泰来仅展示大类，我们推测具体针状焦和石油焦下也有多价格层次的焦类。

资料来源：各公司公告、天风证券研究所

针状焦的持续降本：不同焦类配比形成原材料竞争优势，长期看甄焦是降本关键

负极企业原材料成本差异较大。

• 高端负极企业明显高于低端，如璞泰来、杉杉、贝特瑞基本在1.5万元/吨左右，低端如凯金、尚太在1万元/吨以下。

   

• 同一产品层次成本也有差距，如2020年凯金能源在0.74万元/吨，尚太科技在0.34万元/吨。

原材料甄选技术是各家的核心技术，降本关键在选焦和焦类配比know-how。

资料来源：璞泰来、贝特瑞、凯金能源、尚太科技招股说明书、公司公告、天风证券研究所

从当前结果看，一体化布局+工艺know-how 降本下，璞泰来负极盈利较为领先不仅仅是产品结构的影响，更是一体化成本优势的体现

从负极单环节（不包括石墨化）的单吨盈利看，璞泰来2020年在0.87万元、贝特瑞在0.81万元（包含了部分硅碳），杉杉、中科在0.4万元左右，尚太在0.3万元左右。

璞泰来盈利领先不仅仅在于产品结构，更是一体化优势的体现。包含石墨化盈利后，璞泰来2020年单吨盈利达1.2万元，远超一体化布局进展较慢的凯金0.28万元。我们认为璞泰来在一体化上的领先布局可助力其在中低端市场形成成本优势。

资料来源：各公司公告、天风证券研究所

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。

一体化优势来自于以下两点：

• 延长产业链利润链条。工序上，我们预计公司石墨化盈利约在0.3万元/吨，其他工序在0.1万元。原材料上，我们判断公司以前多用熟焦，现多用生焦自行加工成熟焦（熟焦和生焦的差价约在5000元/吨）。

   

• 提高生产效率。一体化前，我们认为公司负极制备流程是江西（前端工序）-内蒙（石墨化）-溧阳（炭化）-四川（中欧班列），一体化后预计运输费用可节省0.1万元/吨。

公司在石墨化和焦类的know-how的积累如下：

• 石墨化：公司同时拥有坩埚炉和箱体炉装炉工艺，可根据产品需求选择其一。公司20年对部分炉子进行技改，但并未针对所有产线，山东兴丰36个窑炉27个改为厢式炉工艺，内蒙56个窑炉28个改为厢式炉工艺，以便公司后续针对不同产品采用不同的装炉工艺。

   

• 针状焦：公司四大核心技术之一便是“原材料甄选技术”。在丰富的材料实验数据和电池的性能数据的积累下，形成以针状焦为主、普通石油焦为辅、沥青焦补充的原材料甄选原则。

中国宝安-贝特瑞：负极看好石墨化新技术+硅基负极

中国宝安系贝特瑞控股股东，持有贝特瑞68.36%的股权。

看好贝特瑞负极领域技术持续迭代：

• 石墨化：公司成功引进石墨化新技术，技术降本初见成效。我们推测公司石墨化新技术为连续式石墨化，理论电耗仅为间歇式炉的13-16%，考虑到运行周期较长，我们预计连续式石墨化熟练产业化后，石墨化成本可降为目前间歇式艾奇逊炉的一半。

   

• 硅基负极：公司同时拥有硅氧、硅碳两种技术路线，现有产能3000吨。硅基负极尚处于发展初期，预计可为公司带来高毛利。

资料来源：贝特瑞公司公告、贝特瑞招股、天风证券研究所

中国宝安-贝特瑞：看好高镍放量，正极实现量利齐升

公司是NCA领域绝对龙头，NCM811领域市占率快速提升中。公司在NCA市场占据龙头位置，市占率接近50%。21Q1公司在NCM811和NCA出货量提升明显，在NCM811领域市占率从20年的9%，提升至21Q1的14%，仅次于容百科技、天津巴莫。

高镍产能快速释放中。公司现有高镍产能1.5万吨，待投产1.5万吨（预计今年投产），在建产能为公司与SKI、亿纬锂能合资扩建的5万吨，预计明年底投产。5万吨高镍股权上，公司持股51%、SKI持股25%、亿纬锂能持股24%。

参股公司主营NCA前驱体保高镍供应。公司持股芳源股份11.2%的股权，为其第二大股东。芳源股份主营NCA前驱体和部分NCM前驱体，20年有NCA前驱体产能1.36万吨，NCM前驱体0.3万吨，募投项目5万吨高镍前驱体，主要客户为松下、贝特瑞。

资料来源：GGII、贝特瑞公司公告、贝特瑞招股、芳源股份招股说明书、天风证券研究所

中科电气：看好一体化布局，石墨化配比和盈利水平较为领先

持续收购+参股完成负极一体化布局。中科电气自身主营电磁冶金，旗下全资子公司湖南中科星城主营锂电负极（18年收购），后又收购石墨化公司贵州格瑞特（100%股权），并参股石墨化公司四川集能（持股比例37.5%）。

负极和石墨化产能加速释放中。公司20年负极产能4.2万吨，随着贵州产能的释放，预计22年有效达10万吨，23年达15万吨。

公司石墨化单吨盈利较为领先。从子公司格瑞特数据可以看出，公司19、20年石墨化净利率在33%、26%，按尚太同期石墨化单价推算，单吨盈利在0.47、0.32万元。

资料来源：中科电气公司公告、天风证券研究所

风险提示

电动车销量不及预期：负极公司的业绩以及格局演变依赖对全球电动车销量的判断，若电动车销量不及预期将影响整个行业的发展。

产能预测或有偏差：相关负极公司产能系我们根据公司规划推测而得，可能与实际情况存在一定偏差，仅供参考。

产能投放不及预期：一方面是负极产能，另一方面是石墨化产能，我们看好头部公司产能释放和一体化布局，但若产能释放不及预期将影响我们对公司市占率和竞争力的判断，特别是石墨化产能或受政策影响，导致投放不及预期。

焦类价格上涨超预期：负极主要原材料是焦类，现基本依赖外购，若未来价格上涨超预期将影响负极公司的盈利。