负极材料对锂电池性能具有重要影响，呈现出多样化特征。负极材料是锂电池四大关键材料之一，在锂电池中成本占比约5%-6%，其性能直接关系到锂电池的能量密度、循环寿命、倍率性、安全性等指标。负极材料主要分为碳系和非碳系，各种材料性能、应用场景不一，各有优劣，目前已经形成了天然石墨、人造石墨为主，中间相碳微球、硅碳复合材料等多种负极材料共存的局面。

人造石墨成为动力电池领域主流路线。

基于成本与性能的综合考虑，人造石墨因循环性能好、安全性能相对占优，在动力电池市场得到广泛应用。天然石墨性价比较高，容量、低温等性能较好，在消费电子电池市场、动力电池市场均得以应用。国内动力电池企业以人造石墨为主。根据翔丰华招股说明书资料，海外电池企业里，松下使用人造石墨，LG化学给特斯拉供货的圆柱电池使用天然石墨，其软包电池从天然石墨切换至人造石墨。根据GGII数据，国内人造石墨出货量从17年的10.1万吨提升至20年的30.1万吨，在负极材料的整体占比从17年的68%提升至20年的81%。

人造石墨生产工序复杂，造粒、石墨化是影响产品性能的关键工序。人造石墨生产一般需要经过粉碎、造粒、石墨化、筛分四大工序，每个工序根据各个企业生产工艺的不同又可继续细分。其中造粒和石墨化工序对产品性能影响大：石墨颗粒的大小、分布和形貌影响着负极材料的多个性能指标，颗粒越小，比表面积就越大，锂离子迁移的通道就更多、路径更短，倍率性能和循环寿命就越好，但首次效率和压实密度就越差，反之亦然；石墨化环节本质是高温下将碳原子由杂乱不规则排列转变为规则排列的六方平面网状结构，即石墨微晶结构，其目的是获得石墨高导电、高导热、耐腐蚀、耐摩擦等的性能。

与其他锂电材料相比，负极材料资产较轻，直接人工成本占比最高。我们以每GWh电池对应的材料新建产能投资额以及投资回收期对比几大锂电材料，发现负极材料属于投资强度相对较低、投资回收期相对较短的行业。对比成本构成，根据璞泰来的历史数据，其人造石墨负极材料原材料为焦类、沥青、石墨等，在总成本的占比相对较低，而加工费占比较高。加工费主要为石墨化、粉碎、造粒、碳化工序的加工费，其中石墨化为主要成本项，在负极总成本占比在40%以上。

负极材料具备定制化属性，工艺know-how的积累不同将带来高端产品开发能力的差异。负极材料性能指标众多，压实密度、克容量、倍率性能、循环寿命等指标难以兼顾，只能平衡优缺点，提高综合性能。下游客户对性能组合的偏好不同导致产品具备定制化属性。负极材料的高中低端产品往往通过比容量、倍率性这些性能指标的高低来划分，高端产品也即其他性能指标相差不大的情况下，某一两个性能指标特别突出。负极材料生产工序复杂，从原材料的选择、辅助材料的应用到加工工艺的设计均需要对产品深刻的理解和多年的技术开发经验积累。这种工序的know-how积累是成体系且需要时间的，因而难以通过短期挖人来实现赶超。龙头企业拥有优质客户提供的试验机会，在不断的产品迭代和试验中积累工艺成果，从而形成正向循环。

考虑动力电池龙头强势地位以及未来负极技术迭代或将放缓的趋势，我们认为成本优势是胜出关键。首先，高端消费电池产品一般为少量、多批次，且消费电池在终端产品的成本占比较低，因而终端消费电子产品对消费电子产业链的成本敏感性不强。动力电池终端客户是整车企业，其对动力电池产业链的降本要求一直存在，因而我们认为动力负极相较高端消费负极的性价比要求更高。其次，国内电池龙头宁德时代本身在电化学领域的研究成果丰硕，通过资金扶持、订单倾斜、技术协助的方式培养多个供应商。在负极行业，凯金和尚太是典型的依靠宁德时代扶持成长起来的案例。最后，虽然负极材料仍然在比容量、倍率性等性能上存在提升可能，但是我们认为未来技术迭代将放缓，因而技术领先优势只存在一定的窗口期，未来产品不可避免回归同质化。因此，我们认为动力负极成本优势是胜出关键。

一体化布局是提升供应稳定性、打造成本优势的重要手段。石墨化、造粒、碳化是碳素行业相对成熟的加工制造，且具备高能耗（一吨石墨化的电耗1.3-1.4万度）、高污染（石墨化、碳化生产过程中会排放粉尘、废气、冷却废水、固体废料）的特点，而大部分负极厂商分布在广东、上海、福建等沿海省份，在这些地区建设石墨化基地的电力成本太高，因而此前负极材料企业主要将石墨化、碳化委外给电价较低的内陆省份的碳素厂。

但是一方面，供应链的稳定性在供需发生变化的时候不可控，比如17年国内环保查治趋严，导致部分中小石墨化工厂产能关停，石墨化产能受限，而需求端电炉炼钢领域的石墨电极对石墨化的需求大幅提升，导致石墨化供不应求，价格快速上涨，

另一方面，石墨化、碳化等环节对产品成本和性能影响太大，负极企业自己布局能控制品质并节省成本，以璞泰来收购的山东兴丰为例，即使18-20Q1石墨化加工价格呈下滑趋势，其石墨化毛利率仍在21%以上。此外，一体化基地减少了原本分散在各地各环节的运输成本。

低电价和新工艺的掌控是获得石墨化成本优势的关键。根据璞泰来年8月1日定增回复函，从石墨化子公司山东兴丰和内蒙兴丰年石墨化成本拆分数据来看，电费在石墨化加工成本中占比达到50%-60%，因而低电价是石墨化加工获取成本优势的关键要素之一，近几年国内石墨化新建产能集中在内蒙和云贵川等低电价区域。石墨化加工根据装炉方式可以分为传统的坩埚工艺以及厢式炉两种方式。厢式炉以直流艾奇逊炉为基础，替代传统的石墨坩埚工艺，该工艺避免了重复出装坩埚工作，由于厢体自身材质及形状特点无需添加电阻料，增大负极材料的有效容积，将提高艾奇逊炉的有效使用率，应用厢式炉形式代替坩埚装填形式可以显著提高装炉量和缩减每吨物料的电量单耗。根据璞泰来定增回复函披露数据，兴丰厢式炉工艺单炉装炉量是传统坩埚工艺的两倍，而总耗电量仅增加约10%，产品单位耗电量降低40%-50%。

石墨化是目前限制人造石墨负极产能释放的核心瓶颈。

市场统计的负极材料产能一般是指后端除磁、筛分加工的产能，而真正负极的有效产能需要前端的石墨化、造粒等工序配套。目前产业反馈石墨化产能紧张，并成为负极材料产能释放的核心瓶颈。需要注意的是，石墨化重污染、高电耗的特点决定了资源禀赋较好的地区（低电价、环评要求不高）可承载的产能有限。因而一方面，抢占优质资源的先发者在未来都将具备成本优势，另一方面，高环评要求以及电力这一生产要素的不稳定（比如今年国内多地出现限电），都将可能导致石墨化产能释放不可控。

我们预计石墨化产能到22H1仍将供给偏紧。21年5月国内负极材料产量达到5.35万吨，年化产量达到64.2万吨。年国内第三方石墨化加工产能合计28.8万吨，而负极材料企业通过自建或者收购的石墨化产能为29.4万吨，行业总计58.2万吨。21年新增产能主要来自璞泰来、凯金的技改提升以及杉杉包头基地一二期投放。22年新增产能项目主要包括璞泰来、凯金、杉杉等新建项目的落地，且预计至少在22年中开始投放，而在新增产能未能投放出来的窗口期内，下游需求持续提升，因而我们预计产能紧张局面至少维持到22H1。

凭借技术优势在中高端市场占据龙头地位，历史盈利能力显著高于竞争对手

公司具备技术领先优势。公司总经理陈卫是ATL副总出身，对下游需求和产品开发方向有前瞻判断，紫宸总经理冯苏宁是国内碳素行业的顶级专家，对产品开发和工艺控制有深厚理解。此外，公司也重视研发投入。根据公司20年报，随着负极材料溧阳研究院的建成和投入使用，公司大量引进专业人才，研发软硬件实力得到进一步提升。

公司此前聚焦中高端市场，历史盈利能力显著高于竞争对手。公司作为行业龙头，充分发挥其在粉碎工艺、粉体材料各项同性化处理、表面改性、包覆材料改进及高温热处理等方面的技术优势，从而打造具有高比容量、高倍率、高压实密度、低膨胀、长循环等特点的产品矩阵。此前，公司聚焦高端消费类人造石墨，客户主要是ATL，近两年开始进军动力负极中高端市场，率先在LG化学、三星SDI、宁德时代等动力电池巨头的中高端产品放量。从报表数据来看，公司负极材料历史价格和单吨毛利明显高于同行业可比公司。

全产业链一体化布局将助力抢占份额，提升负极盈利能力

公司虽然是国内人造石墨龙头，但是在高性价比市场的市占率还有较大提升空间。江西紫宸（璞泰来人造石墨子公司）、杉杉股份、东莞凯金为国内人造石墨负极材料第一梯队厂商，但是三家公司在17-20年的份额提升不明显，我们认为主要系动力类人造石墨需求持续向好，尚太、翔丰华、中科电气等第二梯队厂商近年来凭借高性价比特点逐步崛起，行业竞争格局仍不稳定。与锂电材料其他环节相比，人造石墨负极的CR3以及龙头份额均处于中等水平。我们认为，负极材料龙头璞泰来此前主要走高端差异化竞争路线，但是在高性价比的动力和储能市场发力较少，而动力和储能市场未来成长空间较大，公司还有较大市占率提升空间。

公司从17年开始布局负极一体化，目前在同行竞争对手中进度领先。公司负极材料已经形成从原料针状焦的供应、负极材料前工序造粒、中间环节石墨化加工、碳化包覆到负极材料产成品的一体化负极材料产业链布局：石墨化方面，17年公司增资山东兴丰获得51%股权而后全资收购，在内蒙和四川新建一体化基地，扩充石墨化产能，目前石墨化自给比例达到70%，为行业内最高。碳化是高倍率产品的重要工序，公司19年开始在溧阳紫宸新建3万吨碳化产能。原材料方面，公司19年参股振兴炭材，涉足负极材料原料针状焦领域。

公司在产品开发上已经重视中低端市场，一体化打造的成本优势将成为进攻中低端市场的重要武器。根据20年报，随着动力和储能市场的需求爆发增长，公司多款产品被客户使用，动力产品出货量已经超过数码类产品；叠加公司在低成本材料和工艺方面的研发取得突破，公司有望迅速推出性价比更高的负极材料产品向中低端市场逐步渗透。由于中低端市场对成本比较敏感，我们认为公司一体化打造的成本优势是进攻该类市场的重要武器，公司一体化的成本优势主要体现在：1）单个环节因为工艺能力或者低成本要素（比如对石墨化来说低电价）降低成本；2）一体化布局减少各环节的交易成本和运输成本。

一体化布局逐步完善，有望提升负极材料整体盈利能力。公司负极材料自建炭化和山东兴丰及内蒙兴丰自建石墨化产能在19年年末开始释放，产业链协同优势在成本节约方面体现。公司17-19年单吨成本呈上涨趋势。拆分单吨成本构成来看，17-19年单吨成本增加的主要原因为原材料价格上涨。随着20年自建炭化、石墨化产能基本释放，公司充分受益于全产业链布局带来的成本节约，生产成本同比下滑，直接材料与加工费分别下降24.13%与15.95%，单吨总成本合计同比下降18.61%，公司毛利率同比改善。

来源：华泰证券

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