负极材料行业景气度持续上行，一体化布局成为趋势.pdfVIP

川财证券研究报告 一、锂电池负极材料概述 1.1 负极材料简介 负极材料是锂电池四大关键材料之一。锂离子电池包含两个电极（正极、负极）， 每个电极中都有一层活性物质以及能够与外部电路连接的集流器，在电池充放 电过程中，通过一定量的电解液，电荷会以离子状态进行传输，传输的过程便 是电池内部的氧化还原反应，在锂电池的中间还有一层隔板，这层隔板对两个 电极有着绝缘的作用，用于电荷离子的通过并组织电子的内部转移。锂电池工 作时主要的移动离子是阳离子，电池充电时，正极的锂原子电离为带正电荷的 锂离子和电子。带正电的锂离子从正极出发，穿过薄膜后到达负极，并在负极 与电子合成锂原子。电池放电时则完全相反，锂离子从负极材料表面电离为锂 离子和电子，其中带正电荷的锂离子从负极出发，穿过薄膜后到达正极，并与 电子合成锂原子。锂离子电池能否成功地制成，关键在于能否制备出可逆地脱 /嵌锂离子的负极材料。从对产品性能影响程度看，续航能力、电池寿命、安 全性能是电动汽车的核心评价指标，而锂离子电池的正极材料和负极材料是影 响动力电池能量密度、循环性能、安全性能的决定性因素。 图 1：聚合物锂电池工作原理 资料来源：第一电动网，川财证券研究所 负极材料占锂电池成本约10%-15%。锂离子电池根据应用领域的不同，分为 动力电池、消费电池和储能电池，不同类型的锂电池成本构成具备一定差异。 整体来看，材料成本占锂电池的成本比重较大，以正极材料、负极材料、隔膜 和电解液为主。对于动力电池，正极材料占动力电池成本的比例为50%左右， 负极材料占动力电池成本的比例为10%-15%。 本报告由川财证券有限责任公司编制 谨请参阅尾页的重要声明 5/35 川财证券研究报告 图 2：2.9Ah 圆柱动力电池成本结构 图 3：方形动力电池成本结构 资料来源：高工锂电，川财证券研究所 资料来源：高工锂电，川财证券研究所 1.2 负极材料类型：人造石墨为主，硅基负极前景广阔 负极材料主要分为碳材料与非碳材料两类。碳类是指碳基体系，主要包括中间 相碳微球、人造石墨、天然石墨和硬碳。目前市场化应用程度最高的为碳材料 中的石墨类负极材料，其中人造石墨、天然石墨有较大规模的产业化应用。非 碳材料主要包括硅基材料、锡基材料、钛酸锂等，其中硅基负极材料属于目前 各大负极材料主流厂商重点研究的对象，是未来最可能大规模应用的新型负极 材料之一。 图 4：负极材料分类 资料来源：凯金能源招股说明书，川财证券研究所 人造石墨由石油焦、针状焦、沥青焦等原料通过粉碎、造粒、分级、高温石墨 化加工等过程制成，在长循环、高倍率上具有优势，不足之处在于能量密度较 本报告由川财证券有限责任公司编制 谨请参阅尾页的重要声明 6/35 川财证券研究报告 低、加工性能较差。目前，大部分动力电池和部分中高端消费电池，均选用人 造石墨负极材料。天然石墨采用天然鳞片晶质石墨，经过粉碎、球化、分级、 纯化、表面处理等工序制成，其加工性能好、比容量和压实密度较高，较多应 用于中低端消费电池市场。 硅基负极