锂电池负极材料产业现状及发展趋势如何？

负极材料是新能源汽车动力电池的四大材料（正极材料、负极材料、电解液、隔膜）中配套最成熟，影响锂电池能量密度的主要因素之一，在锂电池中的成本占8%-12%。锂电池结构原理见图1，锂电池各材料成本占比情况见图2。

1、负极材料特性

2、负极材料分类

负极材料技术较为成熟，主要分为碳材料和非碳材料两类：其中碳材料包括人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、硬碳、软碳等；非碳材料包括硅基材料、锡基材料和钛酸锂等（见图3）。硬碳和软碳在技术上还不够成熟，硅基等合金类负极材料虽然已开始在特斯拉、松下动力电池上应用，但仍处于推广初期，需求有限。中间相碳微球具备倍率性能优异的特点，但是制备工艺复杂、产率低、成本高，发展受限。目前应用最广的负极材料仍是天然石墨和人造石墨两大类（以及性能介于天然石墨和人造石墨之间，以天然石墨和其他负极材料掺杂形成的复合石墨）。

3、主要的负极材料性能对比

1、产量快速增加

2011年开始，国内负极材料产量逐年放量，市场年均增长率接近50%。2016年，我国负极材料产量12.25万吨，同比增长68%（见图4）；产值为66.39亿，同比增64%。负极材料产量快速增长的主要原因有：

1）国内动力电池产量同比增长超过50%，带动负极材料的需求增长，尤其是人造石墨负极材料；

2）中国数码锂电池市场增速虽放缓，但仍小幅增长；

3）以贝特瑞、上海杉杉、江西紫宸为代表的企业出口保持增加，尤其是紫宸，随着其产能的释放，对日韩企业的出口量大幅增加。2016年中国负极材料出口量占全国产量比例接近30%；

4）2016年第三季度，国内动力电池企业对下半年市场预期乐观，部分电池企业对负极材料做了部分备货。

2、人造石墨渐成主流

目前，负极材料的主流材料仍是层状石墨类，包括天然石墨和人造石墨及中间碳微球的占比达到98%。人造石墨已成负级材料发展的主流方向，市场渗透率达到68%（见图5）。人造石墨具备长循环、高倍率，耐高温、安全性等优势，并具备发展硅碳负极的基础。鉴于其良好的性能，2016年国内人造石墨负极产量为8.03万吨，同比增长 76%。 

图5 2016年主要负极材料占比情况

3、扩建项目多，市场竞争加剧

负极是最早实现国产化的锂电材料品种。深圳贝特瑞、上海杉杉等龙头企业早已走向海外，进入了LG、三星、松下等全球锂电池巨头的供应链。

从竞争格局来看，深圳贝特瑞、上海杉杉、江西紫宸仍占据前三位置，三者产量占比超过55%，不过三者的市场占比差距进一步缩小。2016年在人造石墨方面，紫宸的产量超过杉杉，排名国内第一。二线梯队厂商，如深圳斯诺、江西正拓、湖南星城、东莞凯金、翔丰华等企业受动力电池带动，保持较快增长，如星城石墨受益于比亚迪等企业带动、东莞凯金受益于CATL等企业带动，成为2015年负极材料市场的两匹黑马，并在2016年延续强劲的增长势头。

未来几年，我国动力电池企业竞争格局将发生较大变化，且动力电池对负极材料的需求量远大于3C数码电池，人造石墨的应用比例会越来越高。受此影响，2016年多家负极材料企业实施扩建计划，且有一批新企业进入。截止至2016年，国内主要负极企业产能及在建项目如下表1。

负极材料产业发展的总体趋势是受锂离子电池产业发展的总体趋势所决定的。受不同下游应用市场的驱动，锂离子电池产业及技术的发展日益呈现出2个明显的发展方向 ：降低成本和提高能量密度、高功率密度产品。具体市场的不同需求详见图6：

1、降低负极材料制造成本

降低负极材料制造成本最有效的办法将产能向成本洼地转移和尽量多采用天然石墨（相比人造石墨和MCMB，天然石墨制造成本更低），目前很多负极材料企业在采取这个办法提高产品的竞争力。如日本负极材料企业纷纷将产能向中国转移，见下表2：

表2 日本负极材料企业向中国转移产能情况统计

国内负极材料企业纷纷将产能由沿海向内地转移。主要体现在深圳贝特瑞和上海杉杉这2大代表性企业身上。贝特瑞在黑龙江的鸡西和鹤岗两地兴建大型球形石墨（负极材料的核心原材料）和负极材料生产基地；上海杉杉在湖南郴州的生产基地，同时也在黑龙江鹤岗兴建大型球形石墨和负极材料生产基地。黑龙江鸡西、鹤岗和湖南郴州亦是石墨资源丰富的地区。

2、加快高端产品布局

节能与新能源汽车产业正在全球范围内高速发展，这个市场对动力锂离子电池的能量密度和功率密度有较高的要求，其中用于混合动力车（HEV）的电池要求具备很高的功率密度，而用于电动汽车（包括PHEV和EV）的电池则要求其具备很高的能量密度。

常规型锂离子电池在能量密度上已到达其瓶颈，如石墨碳类负极材料容量已做到360mAh/g，已经接近372mAh/g的理论克容量，再想提升其空间已很难实现。而在这种背景下，克容量高达3500mAh/g以上的硅基负极材料应运而生，与石墨负极材料相比，硅负极材料的理论能量密度超其10倍以上。为了尽可能的提升电池的能量密度，现国内众多企业已开始加大对硅基负极材料的研发与应用，截止2016年国内材料企业与电池企业已有部分实现小批量供应，预计在动力电池的高速发展的背景下，未来二年必将迎来锂电池硅基负极材料的大爆发。