锂电负极材料行业报告：新型负极材料、石墨负极材料（55页）

行业报告下载 2022年09月12日 08:32 管理员

负极材料是锂离子电池四大核心材料之一。锂电池负极主要由负极活性物质碳材料或非碳材料、粘合剂和添加剂混合制成，涂抹于铜箔的两侧，后经干燥、滚压等工序加工完成。在锂电池充放电过程中，受电极电压作用，正极中的锂离子发生“嵌入”和“脱嵌”电化学反应，负极作为载体负责储存并释放锂离子并使电流从外电路通过。根据锂电池类型和应用场景的不同，在负极材料选择和成本上也存在差异。平均来看，负极材料占锂电池制造成本的5%～15%不等，以三元锂电池为例，我们通过对原材料价格测算得出负极材料的占比为7%。锂电池负极主要分为碳材料和非碳材料两大类。人造石墨和天然石墨是目前最主流的两大石墨类碳材料负极，复合石墨与中间相碳微球经过掺杂改性和化合物处理加工制成；无定形碳和碳纳米材料石墨烯也同属碳材料负极。非碳材料涵盖硅基、钛基、锡基、氮化物和金属锂，这类新型负极目前仍处研发或小规模生产阶段，尚未实现商业化。锂电池负极上游原材料主要为石油焦、沥青焦、针状焦等焦类化工产品及石墨矿等天然矿类；中游为各类负极材料的生产加工；产业链下游覆盖新能源汽车动力电池、消费电池和储能电池三大领域。负极材料对锂电池的容量、能量密度、充电效率、循环寿命、安全性等核心指标均产生直接影响。天然石墨和人造石墨成本较低、生产技术和配套设施完善、石墨类材料稳定性较高，占据负极市场主导地位。但由于天然石墨和人造石墨克容量已应用至材料理论极限，因此以硅基负极为主的高容量新型负极材料正成为主要的研究和发展方向。

负极克容量指每克负极活性物质所能释放出的电量，这一指标决定了电池整体的比容量和能量密度。硅基负极理论比容量可达4200毫安时每克，使其成为高能量密度锂电池负极材料的最佳之选。首次效率是指电池首次充放电过程中，放电容量与充电容量的百分比。首次效率越低则代表首次充电时会形成固体电解质（SEI）膜并消耗大量来自正极材料的活性锂，降低电池容量。钛酸锂对锂电位为1.5V，首次充电不形成SEI膜，是当下首次效率最高的负极材料。循环寿命和安全性是需求端关注的重要指标。钛酸锂在电池循环过程中不会析锂，材料稳定性强，在循环寿命和安全性表现突出。快充性能和倍率性能主要指锂离子快速从正极嵌入和脱嵌并不产生锂离子沉积的能力。也决定了电池的充电速率和低温下的性能表现。锂电负极行业集中度高，龙头企业率先研发生产新型负极材料；第二梯队厂商专攻人造石墨负极，企业市占率稳步提升。国内一线负极材料企业市场占有率较为集中，CR3和CR5分别达到45%和65%。负极龙头企业贝特瑞、杉杉股份、璞泰来凭借企业研发生产优势，领跑新型负极材料赛道。人造石墨负极厂商众多，各家企业产品定位精准，形成差异化竞争。璞泰来、贝特瑞、杉杉股份主要生产中高端人造石墨负极。中科电气、凯金能源、尚太科技等成长型二线负极企业，则致力于中低端人造石墨制造。天然石墨负极代表性企业有贝特瑞、翔丰华等。