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一、人造石墨行业概述
1.分类
天然石墨和人造石墨是目前市场上两种主要的阳极材料。人造石墨负极适用于动力电池和高端消费电池,在能量密度和制造成本上稍有劣势,但循环性能相对较好,寿命长。
天然石墨与人造石墨的比较
来源:公开资料整理。
2.生产过程和重要性
人造石墨的基本生产环节主要分为粉碎、造粒、石墨化和筛分,其中石墨化壁垒最高,最能体现差异化优势。针状焦、石油焦等。被选为人造石墨制品的主要原料。人造石墨的生产工艺是由原料和粘结剂粉碎、造粒、石墨化、筛分而成,每个企业的具体工艺不一样。其中破碎筛分技术门槛低,生产工艺相对简单。造粒和石墨化是体现负极材料企业生产技术和工艺水平的关键环节,有利于创造成本和产品差异化的竞争优势。同时,二次造粒、碳化包覆、二次包覆、掺杂改性等生产工艺可以进一步提高负极材料的性能,制备高端人造石墨。
人造石墨的生产工艺
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二、人造石墨产业链的整体分析
1.产业链浅析
人造石墨工艺复杂,性能指标多,难以兼顾,属于非标产品。人造石墨的原料不是石墨矿,而是焦炭,包括石油焦和针状焦,粘结剂是沥青。人造石墨是通过粉碎、制粒、石墨化和筛选原材料和粘合剂制成的。
人造石墨产业链浅析
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2.上游端
油墨是人造石墨生产制备的关键环节,也是能耗较高的环节。石墨化的本质是利用高温热处理(HTT)为原子重排和结构转变提供能量的过程,需要大量的能量。电成本占石墨化成本高达60%,而石墨化成本占人造石墨阳极制造成本的55%。降低石墨化电耗是降低成本的关键,因此国内石墨化产能多分布在内蒙古、四川等电价较低的地区。
人造石墨阳极的成本结构比例
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我国针状焦的研发和生产起步较晚。80年代初,针状焦制备技术的研究被列为国家“65年科技攻关项目”。据统计,截至2020年,我国针状焦产量为50.2万吨,同比增长12.8%。总体来看,产能充足,产能利用率低。数据显示,截至2020年底,我国针状焦总产能149万吨,其中69万吨油基针状焦增长102%,80万吨煤基针状焦增长23%。
2015-2020年中国针状焦产量及增长率
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3.下游端
在新能源汽车和消费电子产品需求的推动下,中国锂电池的出货量正在增加。数据显示,2021年中国锂电池出货量达到217GWh,较2020年增长51.7%。政策利好,市场竞争日益激烈,2021年新能源汽车产销将会蓬勃发展,推动动力锂电池出货。
2017-2021年中国锂电池出货量及增长率
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从锂电池正极材料的出货量来看,由于下游需求不断增加,我国锂电池正极材料的出货量在逐年增加。数据显示,2021年,中国锂电池正极材料出货量为72万吨,较2020年增长约97%。
2016-2021年中国负极材料出货量及增长率
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相关报告:华晶产业研究院发布的《2021-2026年中国人造石墨市场竞争策略及行业投资潜力预测报告》;
三。人造石墨市场现状分析
1.装运量
各电池厂商根据不同时期不同客户对电池性能的不同要求,结合自身的电池技术体系,综合考虑能量密度、功率密度、温度性能、循环寿命、安全性、成本等因素,选择不同的材料。人造石墨成本低,安全性能好,应用广泛。它已成为主要的阳极材料,其市场正在迅速扩大。到2021年,出货量将达到60.5万吨,占负极材料的84%。
2017-2021年中国人造石墨出货量及增长率
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2.市场结构
就阳极材料的市场结构而言,随着人造石墨成本的降低,人造石墨的市场份额增加,行业竞争加剧。从阳极材料结构来看,人造石墨占比从2019年的79%提升至2021年的84%,占据绝大部分市场。人造石墨比容量大,价格低。大部分动力电池和部分高端消费电池使用人造石墨负极材料。
2021年中国阳极材料结构分布
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四。人造石墨的竞争格局
1.市场集中
天然石墨的市场份额高度集中,而人造石墨的市场仍然分散。各大负极厂商的产品定位带来价格分层和市场分层,造成相对分散稳定的局面。目前阳极材料市场已经形成了三大四小的格局,还没有走出绝对的龙头。“三大”企业之间没有绝对的差距,“四小”市场占的份额差不多,所以有强烈的追赶“三大”的欲望。虽然天然石墨具有成本和比容量的优势,但人造石墨在循环性能、安全性能和充放电率方面更为优异,目前市场份额稳定在80%以上。
2021年中国人造石墨市场份额
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2021年中国天然石墨的比例竞争格局
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2.主要企业分析
随着人造石墨产能的不断增长,整体成本和价格有所下降。目前,天然石墨的替代工作已基本完成。从天然石墨龙头毛利来看(2019年贝特瑞人造石墨出货约2.4万吨),整体利润率持续下滑,主要是人造石墨持续发展。就国内人造石墨企业发展现状而言,2021年国内阳极材料企业实力较强的是恒强,出货量表现突出的依然是贝特瑞、杉杉、陈子、金凯,年出货量超过8万吨。产量方面,负极材料市场形成了“四大三小”的局面。
贝特瑞天然石墨2018-2021年毛利率趋势
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动词 (verb的缩写)人造石墨的发展趋势
1.大多数碳阳极材料仍处于研发阶段。
非负碳电极主要包括过渡金属氧化物、多元锂合金、锂金属氮化物和过渡金属氮化物、磷化物、硫化物、硅化物等。虽然这些材料在某些方面比碳材料有更大的优势,如更高的比容量、更好的循环性能、更好的倍率性能等。,同时还有很多问题需要解决,比如充放电时的体积膨胀、电压滞后、安全性差等。目前最有可能突破的是硅材料,市场上已有应用,但成本和售价较高,性能有待进一步验证和评估,尚未大规模推广。
2.成本和价格都下降了。
原料针状焦、石油焦涨跌互现,高端人造石墨与低端石墨成本差距缩小。针状焦降价缓解价格下跌压力。2020年以来,国内针状焦价格有所下降(资料显示,山东泾阳油针状焦2020年底报价8000元/吨,较年初下降56.7%)。中端人造石墨的原料通常包括针状焦和石油焦(原料配比根据产品性能确定)。原材料价格波动基本抵消了中高端阳极厂的价格下跌压力,高端阳极厂修复盈利。2021年底,受整体市场供需变化影响,价格快速上涨,目前仍处于高位。
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