負極材料以石墨為主，提容降本、延長循環壽命是方向

負極材料為鋰電池另一重要材料，目前以石墨材料為主。負極材料是電子流出的一極，約占鋰電池完全成本的7%，占原材料成本約10-12%。負極材料比容量大小對鋰電池能量密度亦有重要影響，石墨材料憑借較高的穩定性和較低的成本，同時與正極、電解液具有良好的相容性等性能，是目前主要的負極材料，而碳硅復合材料因比容量優勢明顯，是目前學術界和產業界正在探索的新型負極材料。

負極材料發展歷史包括針狀焦、MCMB、石墨、硅碳復合材料等材料。綜合來看，提升比容量、降低成本、延長循環壽命是負極材料突破的方向。

（1）中間相碳微球（MCMB）是早期的商業化負極材料。以索尼為代表的鋰電池產商最早以針狀焦作為負極材料。上世紀90年代，大阪煤氣公司研發的MCMB成功應用于鋰電池負極替代了第一代負極材料針狀焦。MCMB具有倍率性能好、首圈庫倫效率高等優點，但其制備過程復雜且產率偏低，導致成本高企，尤其是早期僅少數日系廠商生產時，價格高達50-70萬元/噸。但隨著國內廠商杉杉股份與天津鐵城（2008年被貝特瑞收購）相繼在2000年及2001年實現MCMB的量產，價格大幅下跌。

（2）人造石墨和天然石墨已發展成當前主流的負極材料。由于MCMB材料成本較高，同時下游對電池能量密度的要求日益提升，MCMB逐漸被其他成本更低、性能更好的材料所取代。從國內來看，首先是貝特瑞率先完成國產化的改性天然石墨，改性天然石墨比容量高、成本低廉，但結構不穩定、與電解液相容性較差、循環壽命也較差。2005年杉杉股份與鞍山熱能研究院共同開發出以焦炭（石油焦與針狀焦）為原料的商業化人造石墨產品，相較于天然石墨和MCMB，循環性能優于天然石墨而成本低于MCMB，已成為目前應用范圍最廣，出貨量最多的負極材料，而國內企業也憑借國產化實現了在負極材料領域全球份額領先。

（3）硬碳、軟碳和鈦酸鋰（LTO）優缺點突出，在部分領域使用，改性是主要方向。相較綜合性能較好的人造石墨，硬碳、軟碳和LTO優缺點突出：

硬碳（難以石墨化材料）低溫性能、循環性能較好、容量提升空間大，但首次效率較低、壓實密度低，適用于混合動力汽車中的高功率動力電池。

軟碳（2500℃以上的高溫下可石墨化材料）具有對電解液適應性強、循環較好成本低等優點，但與硬碳類似，軟碳同樣具有首圈不可逆容量較大、壓實密度低導致電池能量密度受限等問題，因而被考慮用于儲能電池和混動電池領域。目前對于無序碳的應用一方面主要揚長避短用在特定的領域中，另一方面，則是借助包覆和摻雜等方法改善其電化學性能，以使其可以更好地應用于其他領域。

鈦酸鋰（LTO）循環性能與安全性能優異、倍率性能亦佳，在動力電池和儲能電池方面有著很大的優勢；但其比容量較低、低溫性能較差、大倍率時容量衰減嚴重，以及嵌鋰態會與電解液發生反應導致脹氣，限制其大規模使用。

（4）硅碳復合材料、復合金屬鋰等仍在突破中。當前石墨負極材料的比容量已逐漸趨于理論值，如目前部分廠家石墨負極產品比容量可達到365mAh·g-1，而石墨的理論比容量為372mAh·g-1。為提高鋰電池的能量密度，新型負極材料正在開發。

硅碳復合材料：比容量可高達900mAh·g-1，同時還具有儲量豐富、原料成本低等優點，是當前最有前景的下一代負極材料，是各大企業和科研院校關注重點。尤其隨著動力電池能量密度要求的提高，硅碳負極搭配高鎳三元材料的體系漸成發展趨勢。但當下硅碳負極工藝尚不成熟，首周效率低、體積膨脹等問題無法解決，因此企業目前多采用在石墨負極材料中摻雜少量硅碳材料進行改性。

復合金屬鋰：比容量高、體積膨脹的控制也相對容易，是高能量密度鋰電池理想的選擇，但目前技術仍無法解決與電解液的相容性以及安全性等問題，距離大規模產業化仍有距離。整體上，目前新型負極材料仍處于研發階段。

3.2、負極材料出貨量持續增長,人造石墨占據主流

受益動力電池需求高增長，負極材料出貨量保持高增長。目前負極材料出貨產品主要以石墨化碳材料為主，包括人造石墨和天然石墨。受下游動力電池出貨量的增長帶動，2020年國內負極材料的出貨量為36.5萬噸，同比增長37.7%，近5年復合增長率為38.0%。

人造石墨是目前出貨量最大的負極材料。在負極材料的選擇中，人造石墨雖然成本較天然石墨更高，但憑借出色的性能、與正極材料及電解液更好的匹配在動力電池中占據絕對主流；天然石墨主要用于消費電子和儲能領域。2020年人造石墨出貨量達到30.6萬噸，占負極材料總出貨量的84%，同比進一步增加5pcts。

3.3、行業集中度較高，領先企業擴產+一體化降本，優勢持續擴大

全球負極材料產能主要在中國。2018年全球負極材料行業的CR3為43.1%，CR5為65.9%。在市占率前五的負極材料供應商中，僅日立化成為日本企業，貝瑞特、杉杉股份、江西紫宸和凱金能源均為中國企業。自2010年國內擁有低成本優勢的貝特瑞、杉杉股份等負極材料企業突破技術瓶頸開始，國內負極材料企業便替代日本企業，逐步占據了全球主流地位。

國內負極材料集中度較高，競爭格局較好。目前國內的負極材料行業集中度較高，2018年負極材料CR3和CR5分別達到57.8%和77.1%。其中人造石墨集中度更高，CR3達到62.4%，江蘇紫宸、凱金能源和寧波杉杉占據領先地位；而貝特瑞則盤踞天然石墨龍頭地位，市場份額超60%，在人造石墨領域市場份額位居第四。

龍頭企業較快擴產，規模優勢進一步鞏固。近兩年來，隨著新能源車市場的全球蓬勃發展，國內中高端負極材料供給面臨短缺，主流負極材料廠商紛紛擴建產能。未來行業內新增產能較多，但主要集中在領先企業手中，貝特瑞、杉杉股份、璞泰來、凱金能源等四家企業擴產產能占比總擴產產能82.2%，龍頭企業規模優勢有望進一步鞏固。

領先企業一體化布局降本，格局有望進一步優化。從人造石墨的成本構成來看，原材料成本占比約40%-45%、石墨化加工費用占比約50%、人工與制造費用占比約5%-10%。頭部企業一方面在黑龍江、內蒙古等煤炭資源所在地建立工廠，致力于原材料端的成本降低，同時搶先布局天然石墨在儲能等領域的應用；另一方面，通過自建石墨化、炭化工廠進行一體化布局，并依托規?；c高效生產實現降本增效，進一步鞏固領先優勢。

根據高工鋰電預計，2019年石墨化委外加工的市場均價在1.8-2.2萬元/噸，而自建石墨化加工的成本在1.2-1.4萬元/噸，成本降幅可達到30%。在產業鏈普遍面臨降本壓力的情況下，領先企業通過一體化布局降本將進一步擴大優勢，行業格局有望持續優化。