短期仍将呈现紧平衡状态,负极材料厂商如何才能弯道超车?

材料每日新鲜报 2022-10-20
2726 字丨阅读本文需 7 分钟

市场普遍认为,负极材料短期仍将呈现紧平衡状态,供需拐点或将延迟到来。供应的短板不在负极材料本身,而在于石墨化产能能否及时跟上,以及原材料涨价压力能否化解。目前负极环节尚未走出绝对龙头,在多足鼎立的竞争格局中,降本成为竞争关键,掌握石墨化及先进工艺的企业有望脱颖而出。

1、负极材料有哪些?

据了解,负极材料是锂电池四大关键材料之一(决定锂电池能量密度主要因素之一,占锂电池成本约10%-15%),行业竞争对手主要集中在中日两国(占到全球95%以上份额),虽然高端产品以日立、三菱等为主,但相关产业已出现由日本向中国转移趋势。

负极材料主要分为碳负极和非碳负极,碳系负极可分为石墨、硬炭、软炭负极等,石墨又可分为人造石墨、天然石墨、中间相炭微球;非碳系负极包括钛酸锂、锡类合金负极、硅类合金负极等。受技术和成本所限,主流负极材料以天然石墨与人造石墨为主,人造石墨主要用于大容量车用动力电池和倍率电池以及中高端电子产品锂离子电池,天然石墨主要用于小型锂离子电池和一般电子产品锂离子电池。

负极材料主要包括活性物质(石墨、MCMB、CMS)、粘合剂、溶剂、基体等。

2、负极材料在需求拉动下迈上新量级

锂电材料在需求拉动下迈上新量级,负极材料也不例外。2021年以来,业内厂商频频抛出扩产计划。

记者梳理发现,仅行业第一、第二梯队的7家公司,合计产能规划已经达到230万吨,几乎是2021年全球出货量的3倍。

若将更多厂商纳入进来,产能规模更为惊人。鑫椤资讯统计2024年负极材料产能规划超过600万吨;隆众资讯统计的数字约644万吨。

在需求侧,高工锂电预计2025年全球动力、储能等场景合计将产生1800GWh电池需求。

按照1GWh电池需要0.12万吨负极材料估算,负极材料需求量为216万吨。这意味着上述产能规模已经远超2025年的需求量。

“单从各家企业规划的产能数字来看,确实有产能过剩风险,但如果从有效产能看来,是否会出现过剩还有待商榷。”湖南镕锂新材料科技有限公司总经理王双才告诉记者,在有上下游资源、团队做支撑的情况下,企业的投资是相对理性的;而对于一些没有资源积累的盲目进入者,他们扩建的产能大概率是无效的,后续出现闲置的可能性也会比较大。

此外,统计数据也可能存在一定偏差。“负极材料涵盖多道工序,前端和后端工序有时不会在一个地方完成,市场在计算产能的时候可能会简单地将各地产能叠加,这在某种程度上会重复计算,无形中放大了产能规模。”王双才称。

就今年情况来看,负极材料供应仍将维持相对紧张的局面。上述头部负极厂商人士透露,下游客户反馈的需求量依然远超今年能够达到的产量。

“预计今年全球负极材料产量约120万吨,需求约105万吨,到2023年负极材料本身的产能不会有太大瓶颈,短板在于石墨化和原材料。”鑫椤资讯国内部总经理程玲告诉记者。

3、负极材料的壁垒环节在造粒和石墨化

人造石墨的生产流程分为预处理、造粒、石墨化、筛分四大环节近十余个小工序。其中,预处理(破碎)和筛分环节的工艺较简单,各厂商间无明显差异,负极的壁垒环节在造粒和石墨化。

各个企业在细分环节采取不同的工艺流程,通过差异化来构筑核心竞争力。在造粒流程的末端,凯金和翔丰华都会对原料进行包覆处理。凯金还会在石墨化流程后对原料进行表面改性剂的包覆及浸渍,以达到提高电池容量、倍率性能和电池循环性并抑制电池极片膨胀率等功能性目的。

合理的粒度分布可以提高负极的比容量。在造粒环节,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。

石墨化是人造石墨的最核心工序。石墨化环节没有标准工艺,由于炉型、原料、产品不同,导致升降温工艺曲线不同,且上下层材料没法实时监控,时间周期长导致返工难,生产经验的壁垒很高。

4、负极材料的市场格局

2021 年,我国负极材料出货量 72 万吨,同比增长超过90%,头部公司凭借产品、客户、产能和成本等优势在行业发展中占据优势地位。其中,贝特瑞占比 24%、璞泰来占比 15%,杉杉股份占比 15%,CR7 达 88%,行业集中度较高,但尚未走出绝对龙头。

负极是锂电池材料中价格较稳定的环节,各供应商有自己对应的客户,较少出现价格竞争。各负极厂商产品定位带来价格和市场的分层,造成格局相对分散且稳定的局面。企业盈利增长主要来自销量的增长和纵向一体化带来的成本下降。

天然石墨的市场集中度高,呈现一家独大的格局。龙头企业贝特瑞2020-2021 年国内市占率分别为 67%和64%。根据真锂研究,2021 年我国天然石墨主要企业的市占率如下图:

人造石墨领域市场格局较分散,三大头部企业分别是江西紫宸、杉杉股份和凯金能源。其中,江西紫宸依托上海璞泰来,在合作方和技术方面具有优势。

从石墨类型看,璞泰来、中科电气、尚太科技专注人造石墨,贝特瑞和翔丰华主攻天然石墨,同时,贝特瑞人造石墨的市场份额也位居前列。

5、降本增效成胜负手

当大量产能涌向市场时,负极材料厂竞争更趋白热化,降本增效成为大势所趋,技术创新及精细化生产是摆在公司面前的能力考验。

目前,负极材料厂呈现“三大多小”的竞争格局,市场集中度较高,但尚未走出绝对龙头。

“随着市场容量的增大,叠加人才的分流和技术路线的成熟,负极材料的竞争格局也在慢慢演化。虽然头部企业在逐步扩容,但未来能够挤进第一梯队的公司不会太多,个人预计至多1-3家。”墨柯表示,国内负极材料企业的竞争主要体现在第二梯队企业对第一梯队企业的追赶,以及第二梯队企业之间的竞争。

中科电气相关负责人亦表示,基于负极材料需求的多样性,负极材料厂需要在技术领先性、品质稳定性、产品性价比等方面投入更多精力。

在生产工艺方面,目前市面上采用比较多的是坩埚炉,耗电大且污染高,随着技术演进,部分改用箱式炉生产,能够减少40~50%的耗电量,但整体工艺比较难,仅有少数头部企业才具有稳定的生产能力。此外,连续化生产也能降低电耗、缩短生产周期,但目前主要应用在低端动力领域。

生产工艺的热效率是降本的关键因素,直接影响到不同类型产品的竞争力。

贝特瑞相关负责人表示,现有的石墨化生产装置和工艺的能效水平非常低,只有很少部分的能量是真正用于加热负极材料,大部分能量是在加热容器或辅料以及频繁的升温、降温过程中被浪费掉。而天然石墨生产所需的能耗只相当于人造石墨的1/3,预期未来天然石墨在负极材料市场的份额占比会逐步回升。

负极厂商对原材料的把控也在增强。贝特瑞生产能力向上游延伸,其在山东滨州负极材料项目规划中包括12万吨针状焦生产线。尚太科技正在开发更高性价比、使用更广泛的焦类原料,并探索出与之相匹配的负极材料生产设备和生产工艺,通过改性满足多元化的锂电池设计需求。

与此同时,新技术的革新与演进给负极材料厂提供了弯道超车的机会。在4680电池需求的催化下,硅基负极有望迎来爆发,其理论比容量高达4200 mAh/g,超过石墨负极十倍;但易体积膨胀、导电性差等缺陷仍需解决。目前三大负极厂商贝特瑞、璞泰来、杉杉股份均有所布局,石大胜华、硅宝科技等跨界者也参与竞争。

当前新能源行业处于快速发展阶段,新进来的企业机会还是很多的,随着造车新势力销量不断提升,二线甚至三线电池厂商逐步崛起,他们在面对负极大厂时议价能力不足,这给了相对小型负极材料厂前所未有的发展机遇,当然前提是企业要具备足够雄厚的技术能力、管理能力以及调动上下游资源的能力。

文章来源: 认知复利,AIOT大数据,数据宝

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