內容摘要
- 本質：鋰電池負極為能量的載體，是壁壘高、格局好的行業
負極材料是鋰離子嵌入嵌出的載體，是鋰離子電池四大主要組成部分之一，其價值量佔電池價值量的6-8%。由於這個領域有一定的技術含量、工藝壁壘較高，導致行業競爭格局較好，未來有可能形成全球寡頭壟斷的格局。
- 核心的邏輯：新能源汽車全球化帶動行業增長加速，國內龍頭優勢明顯
1）行業長期空間巨大，中短期行業增長加速：電動汽車全球化加速，從而帶動整個鋰離子電池產業鏈需求高增長。我們預計，負極產業在2020年將迎來加速發展，增速有望達到30%以上。
2）中國負極供應全球，龍頭價值凸顯。負極產業重心已經由日本轉移到中國：中國企業憑藉產品性能優異及性價比高的優勢，全球負極材料銷量佔比已提升至2018年的73.4%。我們預計中國龍頭未來負極供應全球的佔比有望超80%。
- 從產品端看：負極材料產品差異化明顯，人工石墨為主流
目前主流負極材料為人工石墨和天然石墨；人工石墨由於循環性能較好（循環次數高於1500次）、快充性能優異，廣泛用於動力電池。我們預計，未來伴隨動力電池需求爆發，人工石墨產量佔比有望持續提高， 2022年其佔比有望達到75%。
- 從客戶端看：綁定優質客戶，龍頭份額有望持續提升
LG化學、寧德時代等龍頭電池廠商跟隨新能源車企全球化佈局，優勢明顯。對應著，一線負極材料企業客戶結構優秀，具有先發優勢，更加受益於未來下游需求提升。我們預計，一線負極材料企業份額將持續提升，CR5佔比有望提升至80%。二線負極材料企業由於融資渠道以及客戶結構差異，競爭格局出現分化。
- 從成本端看：降本提效，負極材料一體化是核心
龍頭負極材料企業通過自建、收購、參股的形式加速佈局上游原材料以及石墨化加工領域，從而帶來成本端的下降：1）針狀焦預計有30%-50%的價格下降空間：2020年國內煤系針狀焦新增產能較2019年產能增長接近一倍，價格未來有望迴歸合理水平。2）自建低成本石墨化產能最大也能降低約40%的加工成本：其核心原因主要是低電價地區的優勢和新建產能工藝的先進性。
- 受益的公司：璞泰來（江西紫宸）、杉杉股份、中科電氣（星城石墨）、貝特瑞
1、璞泰來：格局好，產能、客戶優質，在新一輪週期中有望獲得更高份額。
2、杉杉股份：人工負極材料龍頭，加速負極材料一體化建設。
3、中科電氣（星城石墨）：客戶結構優化，成長潛力大。
4、貝特瑞：天然石墨龍頭，企業客戶優質，新型負極材料量產。
- 風險提示：下游行業需求變化風險；行業競爭風險；政策相關風險；技術變化風險；上游成本端的風險。
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產品類型差異化明顯，人造石墨為主流
負極是鋰離子電池重要的材料，是嵌入嵌出的重要載體，至關重要。鋰離子電池作為一種充電電池，主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。在充放電過程中，Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌。當對電池進行充電時，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經過電解液運動到負極。而作為負極的碳呈層狀結構，它有很多微孔，達到負極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。同樣當對電池進行放電時，嵌在負極碳層中的鋰離子脫出，又運動回正極。回正極的鋰離子越多，放電量越高。
負極材料成本佔比變化不大，佔電池成本的6-8%。負極材料、正極材料、電解液和隔膜是鋰離子電池四大主要原材料。隨著鋰離子電池技術提高，對負極材料的要求也越來越高。負極材料對鋰離子動力電池的能量密度，循環性能，充放電倍率，低溫放電性能具有較大的影響。通過拆分目前主流三元電池和鐵鋰電池成本，我們發現負極材料價值量佔電芯價值量的6%-8%之間。
1.1 產品種類繁多，價格差異明顯
負極材料主要分為碳材料和非碳材料兩類，目前以碳材料為主。其中市場應用程度比較高的是碳材料中的石墨類負極材料，人造石墨和天然石墨佔據較大份額。同時各大負極龍頭企業也在積極佈局未來新型負極材料，硅基負極材料是目前看來最有可能在未來大規模應用的新型負極材料之一。
負極材料種類繁多，按照下游應用分類主要分為消費類、動力電池類以及儲能類，每一類產品又有不同型號的負極材料。以璞泰來產品為例，每個類型下面都至少有5-6個不同型號的產品滿足不同客戶需求。
按照原材料質量高低劃分，負極材料可以分為低端產品，中端產品，高端產品。人造石墨產品由於性能總體好於天然石墨產品，因此其不同層次產品的價格均高於天然石墨產品。但無論是天然石墨產品還是人造石墨產品，每個層次的價差都十分明顯，高端產品價格幾乎是低端產品價格的3-4倍。從產品的應用來看，高端產品主要應用於高端消費電子和動力電池。中低端產品主要應用於一般消費電子。
1.2 材料類型繁多，人工石墨為主流
1.2.1 人工石墨性能優異，新型負極材料仍在摸索
人造石墨相較天然石墨性能更有優勢，價格差距不明顯。目前負極材料主要以使用天然石墨、人造石墨、中間相碳微球和硅碳等複合材料為主。我們將這四類負極材料通過6個性能指標和銷售價格標進行對比。從價格上來看，天然石墨與人工石墨的價格範圍分別在平均每噸2-7萬之間和2-8萬之間，價差並不明顯，相比其他負極材料單噸超過十萬元，目前天然石墨和人工石墨經濟效益更好，是控制成本最好的選擇。隨著人們對電動汽車性能和安全性要求越來越高，車企對電池的循環壽命、容量密度能量密度和快充時間要求也在提升。負極材料對於高能量密度、循環性能、充放電倍率方面起到重要作用。從性能指標上看，人工石墨和天然石墨的比容量理論值在370mAh/g左右，但是人工石墨的循環壽命大概在1500次，相比其他負極材料有明顯的優勢。其次，在倍率性能和安全性上，天然石墨由於與電解液反應時，相容性較差，在進行粉碎時表面存在諸多缺陷，導致對其充電或放電的性能產生較大不利影響。高膨脹、較差的快速充放電能力、較短的循環壽命使天然石墨不適用於一些高端的應用場景。而人造石墨由於經過了高溫石墨化後，表面質地更加光滑，結構更加穩定，性能更好於天然石墨。
硅碳負極材料已用於特斯拉鋰電池，但新型負極複合材料大面積應用仍需時間。隨著高能量動力電池發展的需求，尋找高比容量、高安全性、低成本的負極材料代替碳材料是未來鋰電池負極材料發展的必然趨勢。而以硅碳複合材料為首的複合負極材料最大的優勢在於可以提高電池的比容量，目前動力電池比容量已經可以達到了365mAh/g，已經趨近於人造石墨理論最大比容量370mAh/g，未來通過使用人工石墨提高鋰離子電池比容量的空間較小，而硅碳複合材料理論上最大的比容量可以高達950mAh/g。目前硅基負極材料應用主要應用於圓柱數碼、少量用於軟包數碼及圓柱動力。特斯拉Model 3動力電池中負極材料已經開始應用硅碳負極材料，該產品主要在傳統石墨負極材料中加入10%的硅基材料，使得負極材料克容量達到550mAh/g以上，電池能量密度達到300Wh/kg。
儘管硅碳複合材料的優勢十分顯著，但是仍存在以下問題阻礙硅碳複合材料產業化的因素：1）循環性能和庫倫效率有待提高； 2）電極膨脹率較高； 3）價格過高。目前以硅碳複合負極材料循環壽命在300-500次左右，遠低於人工石墨的1500次，同時目前單噸售價均在11-12萬元，過高的價格無法滿足鋰電池降本的需求。並且硅基負極材料在嵌/脫鋰過程中會發生嚴重的體積變化，由於體積變化引起的電極粉化、剝落等問題導致電池性能急劇下降，循環穩定性差。在首次充電過程中，電極材料與電解液發生反應，會形成一層覆蓋於電極材料的SEI膜，由於形成的SEI膜不穩定，容易脫落造成庫倫效率較低。
硅氧複合負極材料是目前另外一種最有可能實現商業化的主流技術，但預鋰化技術阻礙產業化應用。硅氧複合材料具有特殊結構，對負極的電化學性能提升更加顯著，更加貼近動力電池的性能需求，另外該複合材料還可以有效的改善硅體積效應，降低因膨脹效應帶來的不安全性。硅氧負極材料工藝中需要添加預鋰化步驟，該步驟可以彌補SEI膜造成鋰損失，也是整個硅氧複合材料的核心工藝之一。目前預鋰化技術手段主要分為簡單物理混合、穩定的金屬鋰粉、短路法和預鋰化添加劑四種方法。儘管技術手段較多，但是由於對把握預鋰化精準度程度要求過高，技術要求難度過高，暫時無法實現大面積商業化應用。未來主流的預鋰化技術傾向預鋰化添加劑，但該技術穩定性和與其他材料的相容性暫時阻礙其標準化進展，成本較高制約其大面積應用。
1.2.2 人工石墨工藝更有工藝壁壘
球形化、改性處理以及高溫石墨化是天然石墨的核心工藝。天然石墨產品以天然鱗片球化石墨為主要原料，這種原材料缺陷主要體現在三方面：首先，天然鱗片石墨粉具有較大的比表面積，對負極的首次充放電效率影響較大；其次，鱗片石墨的各向異性，鋰離子擴散路徑較長導致其比容量較低；最後，因為石墨的層間距較小，增加了鋰離子的擴散阻力，使得其倍率性較差，當快速充電時，容易出現安全隱患。為了解決這些問題，各廠家主要通過球形化、改性處理、高溫石墨化等工藝手段提高負極材料性能。
相較於天然石墨的工藝程序，人造石墨的工藝程序更加複雜，產品效果更好，在特別的步驟中具有較高的工藝壁壘。人造石墨的原料主要為石油焦和針狀焦，其中中低端產品以石油焦為主，高端產品以針狀焦為主。在工藝程序中較為關鍵的步驟有原料檢驗、精碎分級、二次造粒以及表面改性。原料質量的好與壞對最後人工石墨產品結構形體有直接影響，以璞泰來為例，作為國內人造石墨的龍頭，公司在這四個工藝中都有自己獨特的技術優勢。現在為了滿足快充的需求，高端產品會定製化多增加一個炭化工序。而且每家公司由於工藝程序在工藝技術、工藝順序、製造工程裝備的不同導致了整體產品品質的差異化。
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下游需求擴張，行業增長短期加速、長期空間大
2.1 產品種類繁多，價格差異明顯
國內消費鋰電池增速高於國外消費鋰電池增速，未來全球增長較為穩定。負極材料屬於鋰離子電池中游，受到下游鋰電池消費影響。目前鋰離子電池消費主要來自3C消費電子、動力電池和儲能。由於對於動力電池要求較高，國內外主流車車企主要以三元鋰電池為主，而磷酸鐵鋰電池主要用於3C消費和儲能。消費類電池主要應用於智能手機、無人機、VR、可穿戴設備、電動工具、移動電源等領域。2018年全球智能手機、移動電源等出貨量減少，但電動工具、電動自行車、藍牙等小型3C領域應用量增加，彌補了手機等終端的減少量。根據高工鋰電數據，2014年國內消費電池市場需求為25.20GWh，到2018年增長到36.40GWh，年均複合增長9.63%。同時海外需求分別為31.29GW和38.86GWh，年均複合增長為5.57%。國內由於消費升級，消費類電池需求增速高於國外同期增速。未來消費電池呈現存量需求規模大，行業增長較為穩定；我們預計，國內整體消費類電池需求增速仍會高於國外消費類電池需求增速，2020-2022年全球消費類電池年均複合增速在8%-10%。
未來增量看動力。動力類電池主要應用於新能源汽車領域；隨著政策推動、技術進步、消費習慣改變和配套設施的逐步完善，動力電池的增速明顯高於整個行業增速。2014年動力電池市場規模在4.42GWh，而到了2018年增長到60.33GWh，年均複合增長92.21%。同時期海外動力電池需求量從6.5GWh提上到37.55GWh，年均複合增長率為55.03%。過去五年由於動力電池基數較低，整體細分領域保持較高增速。
展望未來全球電動化趨勢已不可逆轉，各大車企紛紛對未來電動化戰略做出規劃。歐洲大眾、戴姆勒車廠對電動化的投資金額均超過了100億歐元。特斯拉繼上海工廠之後，選定了歐洲工廠場地，伴隨下游車企資金投入，電動汽車新車型陸續投放市場，動力電池的需求仍將在未來五年迎來需求爆發，行業增速仍將保持較高增速，我們預計2020-2022年動力電池需求年均複合增長在35%-40%左右。
儲能與通信市場基數低，未來增長潛力大。儲能電池主要應用於集中式可再生能源併網、輔助服務、電網側、用戶側等。可在不穩定的光伏、風力等新能源發電、輸配電、用電過程中用到。目前全球儲能市場主要集中於韓國、加拿大、中國等地。與傳統的鉛酸電池儲能相比，鋰離子電池能量密度與功率密度高、循環壽命長，而且對工作環境無特殊要求，可大大減小儲能電池體積。目前通信基站儲能需求佔據總儲能電池市場需求近50%的份額，是儲能電源最大也是最具潛力的應用領域。2014年儲能電池市場規模在2.07GWh，到了2018年市場規模達到4.65GWh，年均複合增量率在22.43%。同時期海外儲能需求為4.21GWh和10.74GWh，年均複合增速為26.38%。2019年作為5G商用元年，伴隨未來五年5G商用大面積應用，5G通信基站將加速催生儲能電池需求。我們預計2020-2022年儲能電池領域需求增速有望提高至40%-45%。
下游需求擴張，帶動負極材料行業增長加速。行業整體需求從2014年7.51萬噸提高至2018年17.72萬噸，年均複合增速達到23.94%；隨著上述三大需求快速增長，2020年負極材料需求增長加速，我們預計未2020-2022年全球負極材料需求將分別達到30.22萬噸、39.35萬噸、50.80萬噸，年均複合增長29.65%。每年全球負極材料對應規模空間將達到123.62億、149.71億、183.10億。
2.2 人工石墨佔比逐年提高
負極材料行業受益電動汽車需求提升帶動，人造石墨銷量佔比逐年提高。伴隨2014年產量佔比55.85%提高到2018年的69.31%。而天然石墨產量佔比從2014年的37.90%下降到23.82%。人工石墨作為目前主流動力電池廠商的負極材料應用方案，隨著動力電池銷量增加，國內新建產能主要以人造石墨產能為主，未來人造石墨銷量佔比有望繼續提升。同時，高端消費電子廠商越來越多選擇使用人造石墨作為負極材料替代方案來提升整體電池性能。因此人造石墨銷量佔比將持續提升。
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行業集中於中國，龍頭優勢明顯
3.1 產業聚焦中國，集中度仍在提高
技術突破，成本下降，產業聚焦中國轉移。日本索尼在上世紀九十年代率先將鋰離子電池商業化，2000年之前，日本基本壟斷了全球的鋰離子電池生產。國內鋰離子行業於上世紀90年代末開始發展，國內當時企業數量較少，整體規模不大，技術與國外廠家存在很大的差距，原材料基本依賴日本進口。但2001年後，中國加入WTO，全球製造業中心向中國轉移，中國逐漸成為了全球規模最大、產業鏈最齊全的電子製造中心。2000年貝特瑞掌握天然鱗片石墨的球形化技術，從而實現天然石墨國產化，2005年杉杉股份推出日後十年被行業模仿抄襲的爆款產品FSN-1，實現國內人造石墨技術突破。2012年璞泰來子公司江西紫宸推出了G1系列，實現了杉杉股份FSN-1系列之後的又一次突破。目前國內企業利用資源優勢已經將天然石墨工藝做到全球領先水平，貝特瑞在整形分級、機械改性和熱化學提純方面擁有領先全球的技術，球形石墨的純度可最高達到99.9995%。國內負極材料的性能與日本的產品之間的差距開始縮小，價格優勢讓日本產品失去了競爭優勢，中國負極材料銷量佔比持續提高。
技術突破，市場份額穩步提高。2000年我國負極材料企業佔全球份額不足8%。隨著十幾年行業發展，2016年我國出貨量已達到全球71%，而日本的出貨量下滑到不足30%。到了2018年，中國負極材料市佔率從之前的71%提升到了73.4%，份額再次擴大。從全球龍頭企業佔比來看，排名全球前五的企業只剩下日立化成一家日本負極材料企業，其他四家負極材料企業均來自中國。未來隨著電池廠商的產能擴張，國內負極廠商加速產能擴張，中國企業在負極材料市場份額有望持續增加，我們預計未來市場份額佔全球比例將提升到80%以上。
日本企業以大型集團為主，負極材料業務多為主業派生而成。日本企業中日立化成、日本炭黑和日本JFE以人造石墨為主，日本三菱化學以天然石墨為主。相對中國負極材料企業，日本企業更多是由主業相關派生出的子業務，佔公司總營收比重較低。以人工石墨和天然石墨龍頭企業日立化成和三菱化學為例，日立化成是全球知名化工集團，在化學材料領域擁有尖端的核心技術，公司的業務覆蓋了感光性幹膜、板材、液晶顯示材料、半導體材料、太陽能電池、負極材料等各種電子原材料。公司最早建有碳素工廠，主要生產石墨電極、石墨坩堝等石墨製品，後慢慢向下遊負極材料市場拓展。三菱化學同樣是日本最大的化學公司，業務覆蓋功能材料和塑料產品、石油化工、碳及農業產品。由於公司的核心業務是化學產品，公司通過煤焦廠所產的煤焦油瀝青進行附加值的提升，進入針狀焦領域，同時通過上下游產業延伸，佈局負極材料行業。
從國內看，負極材料行業集中度較高，“三大五小”的競爭格局仍在優化中。“三大”分別指貝特瑞、杉杉股份和紫宸科技（璞泰來子公司），“五小”分別是深圳斯諾、正拓新能源、湖南星城（中科電氣子公司）、翔豐華和凱金新能源。2018年前五大龍頭企業佔據國內市場76.7%。隨著多家負極材料企業新增產能的逐步釋放，負極材料市場競爭格局將聚焦於各龍頭之間競爭，低端產能將被逐步出清，擁有核心技術和優勢客戶渠道的企業將會獲得更多市場份額，市場集中將進一步提升。其中“五小”格局中的五家公司也將出現分化，正拓新能源和深圳斯諾由於客戶結構原因，近兩年增速較低，斯諾甚至從2017年的營收5.4億下降到2.72億，疊加未來沒有產能擴產規劃，深圳斯諾和正拓新能源將在二線材料類廠商競爭中逐漸掉隊。而另外三家在近兩年營收中出現較大增速，客戶結構也從國內客戶向全球拓展，“五小”格局將向“三小”轉變。
在國內天然石墨市場中，貝特瑞具有龍頭地位。公司是國內第一家將天然石墨深加工產品用於鋰離子電池的企業，同時佈局鋰離子電池負極材料整個產業鏈。在天然石墨工藝設計以及製作成本具有核心優勢，是天然石墨細分領域龍頭，長期市佔率保持在50%以上，2019年二季度更是達到了73%。
人造石墨龍頭佔比提升，第二梯隊出現分化。人造石墨領域集中度較為集中，前五家企業的市佔率近三年穩定在70%以上，前三家龍頭企業的市佔率在近三年中穩步提高，2019年二季度已經達到64%，前五大企業正在逐漸拉大與其他企業之間的差距。杉杉股份和璞泰來是該細分領域的領導企業，其中璞泰來主要聚焦高端市場，憑藉在原材料甄選、表面改性、二次造粒等核心工藝設計上的技術優勢，2018年第一次成為人造石墨領域出貨量第一的企業。在中低端產品方面，由於凱金新能源產品價格相對較低，在客戶層面牢牢綁定優質客戶寧德時代，在2018年出貨量上實現了大幅增長，一舉排名第二。二線負極材料廠商越來越多以上市募資、聯合優質上市公司等形式拓展資金募集渠道。2019年凱金新能源與翔豐華都已完成證監會上市信息報送，湖南星城併入中科電氣，通過上市公司融資渠道加快自己產能投建。未來由於人造石墨需求增多，其產能擴產需要大量資金支持，拓寬融資渠道成為未來人造石墨廠商持續發展的核心要素之一。
3.2 需求升級，聚焦全球龍頭供應鏈
3.2.1 進入門檻提升，客戶粘度增強
認證步驟繁多，動力電池廠商認證時間較長，客戶黏性度高。負極材料廠商如果想要進入電池廠商供貨名單，一般要經歷樣品測試、小試、中試、大試等環節，條件滿足者才會得到電池廠商的審核認證，通過認證後的負極材料供應商還需要經歷小批量供貨、批次穩定供貨等多個環節去驗證負極材料供應商整體交付能力。電池廠商對整個認證的過程所需要的時間要求不同，一般消費電池廠商認證時間較短，國內消費電池廠商認證在0.5年到1年左右，國際龍頭消費電子廠商在1.5年到2年之間。而動力電池廠商由於對電池性能要求較高：一般國內動力電池廠商認證過程在1-2年，國際龍頭動力電池廠商的認證時間在2-3年。一旦進入供貨名單，電池廠商和負極材料供貨廠商的粘性較強，特別是在動力電池細分領域。主要原因有以下兩點：首先，動力電池對於穩定性和安全性要求很高，一旦動力電池的正極材料、負極材料和電解液的體系匹配確定後，不能隨意更改；其次，根據IATF16949要求，原材料一旦通過電池生產製造商進入汽車廠商供應體系後，未經過汽車廠商同意，材料不得更換。
3.2.2 電動全球化，龍頭企業受益
龍頭企業客戶結構優秀，具有先發優勢。目前負極材料的商業模式是捆綁龍頭電池製造廠商，聯合開發，因此下游客戶的裝機量直接影響到負極材料廠商的銷量。隨著國內電池廠商的白名單制度的取消，越來越多的國際龍頭電池廠商進入中國市場。國內負極材料龍頭企業也加快對國際客戶的開拓。其中貝特瑞、杉杉股份、璞泰來的產品主要定位於高端類產品，早早進入國外著名電池廠商供應鏈白名單，領先第二梯隊1-2年時間，隨著自身產能擴張，未來將會獲得更大的訂單份額。在第二梯隊的負極材料公司中，領先企業率先改造自己客戶結構，其中中科電氣子公司湖南星城已經與SKI、LG已經展開合作。凱金新能源已經通過了松下、三星SDI、LG化學的送樣或中試檢測。翔豐華已經通過了LG化學認證測試，同時正在積極接觸三星SDI、松下等國際知名鋰電池企業，加速進軍海外市場。第二梯隊負極材料廠商通過客戶結構改造，減弱對單一客戶依賴度。而未來客戶結構單一、質量較差的負極材料廠商將逐步被市場淘汰。
由於優質負極龍頭已經綁定較好客戶，未來其產能釋放更為有效，我們預計這將帶來行業集中度進一步提升。由於新能源汽車滲透率增加，下游核心電池廠商產能快速擴建，龍頭負極材料目前高端產能供不應求。為了緩解供需矛盾，負極材料廠商開始加大全工序生產線建設力度。以第一梯隊負極材料供應商，璞泰來和杉杉股份為例，璞泰來為滿足動力快充電池需求，2019年發行可轉債募集資金建設“3萬噸全工序高性能鋰離子負極材料”產能，新增產能中均包含炭化等工藝，解決公司目前在動力快充領域產能不足的問題。杉杉股份目前80%負極材料收入來自動力電池，前五大客戶LG、ATL、寧德時代、三星和SKI佔營業收入75%。杉杉股份在內蒙古包頭新建10萬噸負極材料一體化項目於2018年上半年開工建設，定位同樣是高端全工序產品。未來龍頭企業通過資金、品牌優勢，產能擴張速度將與二、三線負極材料企業產能差距進一步拉大，疊加上下游一體化建設，成本優勢更加明顯。
3.2.3 龍頭更具議價能力
過去兩年原材料上漲擠壓行業利潤，龍頭企業影響較低。由於2017、2018年上游原材料價格上漲，負極材料廠商毛利率受到擠壓。以上市公司璞泰來、貝特瑞、凱金新能源和翔豐華為例，根據公司近五年的毛利率變化，貝特瑞主要以天然石墨產品為主，受原材料上漲影響較低。並且貝特瑞在天然石墨細分領域處於絕對龍頭的地位，議價能力較高，整體盈利水平比較穩定，近五年毛利率都在30%多。而以人造石墨產品為主的璞泰來、凱金新能源和翔豐華，他們的毛利率波動更加受原材料價格的影響。由於公司產品的定位不同，以中低端產品為主的負極材料廠商受到的影響更大，例如凱金新能源、翔豐華這兩家公司，他們的下游客戶主要集中於國內電池廠商。而璞泰來主要聚焦於國內、國外核心龍頭電池廠商，所提供的產品以高端產品為主，議價能力更強。
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降低成本，加速佈局全產業鏈
4.1 原料端：龍頭加速佈局針狀焦，成本壓力趨緩
負極材料的主要成本來自兩方面，一方面為原材料的採購，另一方面來自加工費用。這兩方面的成本之和佔總成本的90%左右。原材料主要包含初級石墨、焦類原料、瀝青、外購人造石墨半成品和外購天然人造半成品。
針狀焦價格上漲，焦類採購成本佔比大幅提高。過去幾年鋼鐵行業變化，主要由於電爐鍊鋼需求增加，石墨電極需求增加導致負極原材料針狀焦產能供不應求，針狀焦價格大幅上漲，因此焦類原材料採購額佔比在近兩年大幅得到提高。以翔豐華為例，2016年焦類原料採購額為1404.58萬元，而到了2018年這個金額達到了1.72億，焦類採購額佔比從2016年的22.49%提升到2018年的69.13%。因此，未來企業對於上游原材料的把控能力成為體現各家龍頭企業競爭實力的一個表徵。
4.2 針狀焦產能擴充，未來價格有望迴歸合理水平
低硫焦用於鋰離子電池負極材料和石墨電極製造。焦類原料主要分為石油焦和針狀焦。一般石油焦按硫分又分為高硫焦、中硫焦和低硫焦。高硫焦主要為普通的生焦，用於化工生產，如製造電石、碳化硅等；中硫焦即為普通的熟焦，大量用於鍊鋁；由於低硫焦裡含硫量低，主要用於鋰離子電池負極材料和高功率石墨電極，普通的石油焦用在普通功率石墨電極骨料。高功率石墨電極骨料用70%的優質石油焦+30%的針狀焦。超高功率石墨電極骨料則需要100%針狀焦。
動力電池在未來針狀焦應用佔比將大幅提升。針狀焦是炭素工業一種重要的原料，具有良好的石墨化性能，主要用於生產超高功率石墨電極和人工石墨負極材料。以針狀焦為原材料的超高功率石墨電極具有電阻率低、體積密度大、機械強度高、膨脹係數低、抗熱震性能好等優點。針狀焦按原材料又分為煤系針狀焦和油系針狀焦。煤系針狀焦以煤焦油瀝青為原材料；而油系針狀焦，以減壓渣油為原材料。在相同條件下，油系針狀焦製造石墨電極的成型難易度將低於煤系針狀焦，因為煤系針狀焦易在1500-2000°C時易膨脹，所以溫升速度要嚴格控制，不易採用串接石墨化工藝生產。煤系針狀焦的優勢在於其電阻率低於油系針狀焦，整體導電率更優。根據2017、2018、2019年針狀焦在下游應用對比發現，針狀焦75-80%的產量用於石墨電極製造領域，剩餘20-25%用於負極材料製造。隨著下游動力汽車的高速增長，以及石墨電極行業供給過剩，針狀焦應用於負極材料的比例將持續提高。
油系針狀焦進口依賴度格局短期難以改善，煤系針狀焦價格進入下行趨勢。2017、2018年由於電弧爐鍊鋼法大規模替代地條鋼產能，帶動了石墨電極需求，由於國內供給不足，2017、2018年針狀焦進口量明顯增加，進口數量是2016年兩倍多，價格大幅上漲。以全球重要針狀焦供應商菲利普為例，2016年菲利普66價格最低煤系針狀焦和油系針狀焦為單噸450美元和500美元，到2017年煤系針狀焦價格達到單噸4500美元，半年時間漲幅達到10倍。隨著2019年國內煤系產能投產，價格明顯回落。2020年國產煤系新增產能將高於2019年新增產能投放，進口煤系針狀焦有望下跌至單噸1000美元，我們預計下降空間30%-50%。由於我國國情多煤少油，油系針狀焦產能較少，高端負極材料產品對進口油系針狀焦維持高位，菲利普66進口油系針狀焦價格下跌速度明顯低於行業整體平均下跌速度。
國外壟斷高端技術，國內技術突破仍需時間。針狀焦生產技術最早起源於國外，日本企業主導高端煤系針狀焦，代表企業為日本三菱和日本新日鐵公司。英美等國主要以油系針狀焦為主，代表企業有英國菲利普、美國碳/石墨集團海波針狀焦廠、日本興亞株式會社和日本水島制油所。我國對針狀焦研究起步較晚，上世紀九十年才完成煤系針狀焦和油系針狀焦工業生產。目前我國煤系針狀焦龍頭企業為寶鋼石化、平煤鞍山開炭、山西宏特和黑龍江寶泰隆，油系針狀龍頭企業為錦州石化、山東京陽、山東益大等。雖然國內針狀焦技術隨著研發的投入，在研發工藝較以前取得了重大進步，但是距離日、英、美等龍頭國家技術還有不小差距。以中日針狀焦產品對比，國內針狀焦體積密度、機械性能以及電阻率都不如日系產品。兩國產品性能差別主要來自於工藝設計，主要體現在兩個方面；首先在原料預處理環節中主要設備沉降器的結構、數量不同，並且每個企業採用的芳香烴溶劑不同；其次在延遲焦化環節中，企業對工藝的參數，操作週期不同。
國內針狀焦產能擴充，以煤系針狀焦為主，煤系針狀焦價格有望迴歸合理水平。儘管對進口高端產品依賴度短期無法改變，但國內針狀焦廠商近兩年陸續產能擴產，2019年進入新增產能投放週期，2020年國產針狀焦投放力度將高於2019年。針狀焦供不應求的局面將發生扭轉。2017年我國針狀焦產能為57萬噸，佔全球35.63%。根據鑫羅諮詢統計，2019年國內產能將達到117萬噸，新增產能60萬噸，其中煤系針狀焦45萬噸，油系針狀焦15萬噸。2020年國內針狀焦產能預計達到230萬噸，對應2019、2020年全球產能分別為240、350萬噸，2020年我國產能佔全球比例將提高到65%左右。璞泰來2019年收購振興炭材32%股權，以參股的形式率先進入上游原材料領域：其4萬噸煤系針狀焦已建成開始試生產。龍頭負極材料廠商積極佈局上游原材料，打造負極材料一體化建設，以降低原材料價格波動對公司盈利的影響，增強產品競爭力。
4.3 關鍵工序：石墨化工藝日漸成熟，超高溫技術已成主流
超高溫技術是當前石墨化的最優選擇。石墨化工序在造粒工序之後，指的是在高溫下將前一步加工後的材料中的碳原子由雜亂不規則排列轉變為規則排列的六方平面網狀結構，即石墨微晶結構，其目的是獲得石墨高導電、高導熱、耐腐蝕、耐摩擦等的性能。石墨化溫度高達2000℃以上，持續時間超過8個小時。石墨化溫度越高，石墨化的微晶結構發育越完善，因此，目前高端的人造石墨產品均採用超高溫石墨化。
由於超高溫石墨化過程是在2300-3000℃下進行的，工業上只有通過電加熱實現。在此過程中，反應爐內的焙燒品既是電流通過的導體，也是被加熱到高溫的對象。工業上廣泛採用的爐型有兩種：1985年艾奇遜發明的艾奇遜式樣的石墨化爐，以及美國人卡斯特納發明的內熱串接石墨化爐。就目前來說，艾奇遜石墨化工藝仍然占主導地位。該工藝在21世紀初被應用在負極材料的生產當中，具有產量大、溫差大、電耗較高的特點。另外兩種石墨化爐是真空石墨化爐和連續石墨化爐。連續石墨化爐是指以連續的產出方式生產石墨化製品的爐子，用以解決艾奇遜爐所帶來產能低、電耗高、操作環境惡劣等缺點。因此，連續石墨化爐將是主要開發課題和研究方向。
4.4 石墨化加工費居高不下，降本措施值得關注
石墨化加工參數不同是產品差異化原因之一，高端產品石墨化加工費用更高。石墨化是人造石墨負極材料生產加工的重要一環，該工序對人造石墨負極材料生產成本和產品質量控制具有重要影響。起初，負極材料廠商的石墨化加工環節都是外協。主要原因是，石墨化基地的建設均是固定資產，投資較大，石墨化電阻料廢料的處置需要穩定的鋼廠、鋁廠客戶資源，專業性較強。並且石墨化、原料粉碎工藝均是碳素行業傳統成熟的工藝，可選擇外協加工的廠商比較多。由於各家產品石墨化加工參數要求不一樣，導致單位產品石墨化加工價格有所差異。璞泰來2016-2018年的單噸加工費用分別為2.65萬、2.25萬和2.29萬，其中主要是石墨化加工環節費用，明顯高於杉杉股份，而翔豐華和凱金新能源石墨化代工費則更低一些。因為璞泰來人造石墨產品定位較高，且溫控等加工工藝複雜，其石墨化加工費要顯著高於同行業其他公司。
石墨化加工產能瓶頸打破，龍頭進入石墨化加工領域，加速負極材料一體化建設進度。2017年石墨化加工產能遇到瓶頸，加工費用從2017年年初每噸1.5萬元加工費上漲至最高的每噸2. 2萬元，一年時間單價漲幅達到46.67%。2018年璞泰來收購山東興豐進入石墨化加工領域，2019年內蒙古新建石墨化加工新廠開始建設。2017年中科電氣子公司湖南星城收購貴州格瑞特新材料有限公司，參股集能新材料進入石墨化加工領域，預計2020年石墨化產能將達到3.5萬噸。龍頭負極材料廠商為更好保證自身石墨化需求以及保證整體共供應鏈體系的穩定，加速負極材料一體化建設，紛紛通過自建、併購、參股的方式進入石墨化加工領域。隨著龍頭企業產能擴建，石墨化加工單價有望進一步下降。
產能投建集中於低電價區域，區域低電價是成本下降主要路徑。石墨化加工成本主要受坩堝、電阻料等直接材料、人工費用、折舊以及水、電費影響，其中電費佔比最高。大部分負極廠商都分佈在廣東、上海、福建等沿海省份，這些地區電力成本較高。從降低成本方面考慮，龍頭企業越來越多選擇去內蒙古等低電價地區建造石墨化加工廠。通過對比高低電價區域對石墨化加工成本影響，在低電價區域的石墨化加工成本將會降低總成本的40%左右。在以河北地區為代表的高電價地區，電費為單噸8840元，佔總成本比例較高。而公司新建產能所在地內蒙古，屬於我國低電價區域，由於電價優勢，電費單噸下滑到3900元，電費佔比出現大幅下滑。
5
受益公司
5.1、 璞泰來
格局好。公司自2012年成立，通過負極材料領域，打通至具有協同作用的鋰電設備行業及隔膜鄰域，其中負極材料和鋰電設備貢獻公司71.34%和16.7%的營收。目前公司是國內最大的人造石墨負極材料供應商，第三大負極材料供應商。
產能、客戶優質，有望成長加速。公司近三年業務保持在30%以上增速，產能也持續增長，目前公司產能5萬噸。客戶方面，公司綁定LG、三星、ATL和寧德時代等國內外一線電池廠商。隨著優質客戶對產品需求的快速增長，我們預計公司的產能擴產速度將超過行業增速，從而再度迎來業績爆發。
成本控制能力強，盈利能力見底回升。公司加速負極材料一體化建設，參股煤系針狀焦廠商振興炭材，4萬噸煤系針狀焦產能於2019年投產。同時收購山東興豐，進入石墨化加工領域。完成負極材料一體化建設大幅降低公司製造成本，毛利率已見底回升。
1.2、 杉杉股份
老龍頭。杉杉股份成立於1992年，早起以服裝業務為主。1999年成立子公司上海杉杉正式轉型為新能源上市企業。公司業務覆蓋正極、負極、電解液等電池材料廠商。目前公司正極材料材料國內市佔率第一，負極材料市佔率第二，達到17.97%。
產能大，客戶優。公司目前負極材料產能達到6萬噸，隨著寧德計劃產能5萬噸，內蒙古包頭10萬噸高性能鋰離子電池產能陸續投放，公司市場佔有率有望得到提升。公司綁定寧德時代，國軒高科等國內優質客戶。
未來增強成本控制。伴隨上游原材料價格上漲帶來的成本壓力，公司加速佈局石墨化產能，目前擁有郴州7000噸石墨化產能，未來公司計劃加大布局石墨化產能。石墨化產能擴張有助於企業大幅降低成本，保持產品競爭優勢。
1.3、 中科電氣（湖南星城）
公司自2004年成立，傳統主業為磁電裝備業務，目前佔據電磁冶金行業領先地位，在電磁冶金專用設備國內市場佔有率超過60%，公司目前從傳統工業磁力設備想智能集成系統廠商轉型。
通過併購完善佈局，有成長潛力。2017年收購湖南星城佈局鋰電負極業務，2018年，公司收購格瑞特以及集能新材料的投資，進一步延伸和完善了鋰電負極業務的產業鏈。中科星城目前市佔率6.2%。公司目前產能3.5萬噸，我們預計公司將隨著客戶需求的增長來加大擴產力度。
客戶結構在優化。客戶結構升級，公司以前主要客戶為比亞迪，2019年導入消費類電池巨頭ATL和動力電池廠商SKI，作為SKI穩定供應商將充分受益SKI產能擴張。
1.4、 貝特瑞
天然石墨龍頭。貝特瑞隸屬中國寶安集團（代碼：000009）子公司，成立於2000年8月，主要專注於鋰離子二次電池用材料的研究與開發。經過20年的發展，公司已發展成為鋰離子負極材料行業領先企業，根據高工鋰公司2018年數據，公司在國內負極材料領域市佔率為22.4%，產品主要覆蓋天然石墨和硅系複合負極材料。
公司客戶結構優異。公司2008年進入三星，2009年進入LG，2010年進入三洋，2011年進入松下，2012年進入索尼。目前是國內、外龍頭電池廠商穩定鋰電材料供應商，其中公司佔松下負極材料70%-80%的市場份額，三星30%的市場份額。
未來成長可期。公司未來業績迎來爆發，在天然石墨負極材料領域，全球霸主地位難以撼動。公司佈局的新型硅碳負極材料率先應用於市場，產能一萬多噸，目前特斯拉Model 3所用的的鋰電池已經開始使用貝特瑞硅碳負極材料。正極材料捆綁SKI和松下。
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