深度负极材料：人造石墨负极主流硅碳负极领航

深度负极材料：⼈造⽯墨负极主流硅碳负极领航

负极材料是锂电池的关键构成部分

锂离⼦电池是⼀种⼆次电池，主要依靠锂离⼦在正极和负极之间移动⼯作。在充放电过程

中，Li+ 在两个电极之间往返嵌⼊和脱嵌，充电时Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌⼊负极，负极

处于富锂状态，放电时则相反。锂离⼦电池由于其⼯作电压⾼、能量密度⼤、循环寿命长等优

点⼴泛应⽤于消费电⼦、汽车等领域。

锂电池⼯作原理

负极材料占锂电池材料成本⽐重约10%。锂电池主要由正极材料、负极材料、隔膜、电解液等

组成，由于材料类别不同或价格变化，分别占材料成本⽐重为40-46%/ 5-15%/5-11%/10-14%。

2016年锂电池材料成本占⽐

2017年12⽉LFP/NCM523电池材料成本构成

⼈造⽯墨已成为主流负极材料

负极材料主要分为碳材和⾮碳材两类。锂电池负极是由活性物质、粘结剂和添加剂制成糊状胶

合剂后，涂抹在铜箔两侧，经过⼲燥、滚压制得，根据活性物质的不同可分为碳材料和⾮碳材

料两类。（1）碳材料中的⽯墨类为锂离⼦电池主要负极材料，具体可分为天然⽯墨和⼈造⽯墨

两种，⼈造⽯墨⼜可分为中间相炭微球和⽯墨化碳纤维；（2）⾮碳材料包括钛基材料、硅基材

料等。

负极材料分类

⽯墨类是较早应⽤的负极材料，与其他碳材料相⽐，其导电性、结晶度更⾼，良好的层状结构

和充放电电压也⼗分适合正极材料的脱/嵌运动，且⽬前⼯艺成熟、成本较低，是较为理想的负

极材料。

钛酸锂作为钛基材料的代表，具有⾼热稳定性，是⼀种安全性能优异的负极材料，但是其能量

密度低、价格⾼等问题限制了它的发展。硅基材料具有极⾼的⽐容量，被认为是最有潜⼒的新

⼀代⾼容量锂离⼦电池负极材料。

负极材料性能对⽐

天然⽯墨是从天然⽯墨矿⽯中提纯得到，是成本最低的⼀种负极材料，⽐容量较⾼，但其充放

电循环性能不佳，⾸次效率⼀般只能达到90%，主要应⽤于消费类电池领域。

⼈造⽯墨是易⽯墨化碳(⽯油焦、针状焦)经过⾼温处理后⽣成的⽯墨产品。虽然其⼯艺流程较为

复杂、成本相对较⾼、能量密度也略低于天然⽯墨，但是其循环性能、⼤倍率充放电效率、与

电解液的相容性、容量区间均优于天然⽯墨，现已成为动⼒电池和中⾼端消费电池的主流负极

材料。

天然⽯墨与⼈造⽯墨对⽐

随着动⼒电池和⾼端消费电池的发展，市场对电池性能的要求不断提⾼，⼈造⽯墨因其优异性

能逐步成为主流负极材料。根据旺钴锂材的数据，⼈造⽯墨的产量占⽐已从2013年的39.7%持

续增长⾄2016年的68.9%， 并有望持续增长。

2013-2016负极材料产量（万吨）

动⼒电池驱动负极材料市场增长

随着新能源汽车的快速成长，交通⽤动⼒电池已成为主要需求来源。2014年起，我国新能源汽

车⾏业进⼊发展快车道，2014年新能源汽车销量7.5万辆（+323.8%），2015年销量33.1万辆

（+342.9%），2016 年销量50.7万辆（+53.1%），2017年销量77.7万辆（+53.3%）。交通市

场锂电规模随之逐渐增⼤，从2015年的16.0GWh增长⾄2017年35GWh，占⽐从15.63%增长⾄

50.67%。

2015-2020年中国锂电池需求（GWh）

2015-2020年国内锂电池需求结构分布

2010-2017年新能源汽车销量（万辆）

从各体系材料⽅⾯看，2017年总量增长最⼤的为⼈造⽯墨，总体产量达10.4万吨，同⽐增长

30%，同时总体占⽐⾼达69.8%，其主要增长带动因素有：

1） ⽬前新能源汽车动⼒电池负极材料使⽤⼈造⽯墨占⽐⾼达90%以上，因此⼤幅拉动其需求量

上升；

2） ⼤企业出⼝量不断上升，主要代表企业如：江西紫宸；

3） ⾼端数码占⽐不断提⾼，同时其要求锂电池⼤倍率充放电、循环性能、安全性能⽅⾯的要求

逐步提⾼，因此市场⼈造⽯墨替代天然。

2013-2017年中国负极材料产量分析（万吨）

数据来源：起点研究院（SPIR）

注：其他包含：钛酸锂、硅基材料、中间相(MCMB)、软碳等

2013-2017年中国负极材料市场规模分析

数据来源：起点研究院（SPIR）

从企业⽅⾯看，2017年中国前五负极材料企业市场占⽐⾼达76%，⾏业集中度再次提升，其中

前三企业地位相对稳固，在占⽐⽅⾯各⾃相差较⼩，同⽐均有较⼤幅度增长。⽽其他企业⽅⾯

增长有限，主要受今年上游针状焦原材料价格上涨，企业资⾦压⼒⼤，同时环保严查，导致国

内众多⽯墨化⼯⼚被查封，因此⼀些没有⾃⼰⽯墨化⼯⼚的企业在产出环节受阻。

SPIR预计，2018年负极材料市场前三名企业市场份额占⽐会逐步分散，总体上各⾃企业之间占

⽐差距逐步拉⼩，但在短期内前五乃⾄前⼗的市场集中度仍然将保持较⾼份额。

2017年中国锂电负极材料市场竞争格局

数据来源：起点研究院（SPIR）

负极原材料价格分析

从价格⽅⾯看，2017负极⼈造⽯墨均价格同⽐2016年略上涨，涨幅约2~5%，主要受上游针状

焦价格⼤幅上涨及⽯墨化价格提升影响，其中针状焦价格涨幅超过400%，因此拉动了⼈造⽯墨

价格上升。⽽其他负极⽅⾯，价格全年基本保持稳定，总体波动不⼤。

SPIR预计，未来⼈造⽯墨价格仍会有⼩幅度下滑，主要原因有描写自然风光的诗句 ：

1）现国内⼀线⼈造负极材料企业纷纷开始布局上游⽯墨化及针状焦领域，在成本控制⽅⾯强；

2）⼆线企业不断扩张⾃⾝产能及提升产品技术，未来随着动⼒电池不断增长拉动，市场竞争将

越演越激烈，价格战必不可免；

3）硅基材料逐步平菇煮多久 成熟，同时其价格开始逐步下滑，未来在⾼端数码和动⼒⽅⾯将替代部分⾼端

⼈造⽯墨市场。

2017年各季度负极材料及针状焦均价⾛势分析（万元/吨）

数据来源：起点研究院（SPIR）

硅碳负极潜⼒巨⼤，产业化稳步推进

硅碳负极的应⽤有望⼤幅提升电池能量密度

新能源汽车的发展对动⼒电池的⽐能量不断提出更⾼的要求，⼯信部等四部委发布的《促进汽

车动⼒电池产业发展⾏动⽅案》中提出，到2020年， 新型锂离⼦动⼒电池单体⽐能量超

300Wh/公⽄，系统⽐能量达260Wh/公⽄；到2025年，单体⽐能量达500Wh/公⽄。传统⽯墨很

难达到这⼀要求， ⽽硅碳复合材料的超⾼理论能量密度可以显著提升单体⽐容量，有望成为未

来主流负极材料。

硅碳负极的优势

硅与碳的相似化学性质为其结合提供了理论依据，但不同的结合⽅式也对复合材料的性能起着

重⼤影响。硅碳复合材料主要分为三种结构：包覆型、嵌⼊性、掺杂型。包覆型的表⾯碳层主

要为⽆定型碳，嵌⼊型碳基质主要为⽆定型碳、⽯墨和⽯墨烯等，⽬前掺杂型硅铺面租赁合同书 碳复合材料为

研究热点。

硅碳复合材料分类

硅碳复合材料逐步产业化，技术成为制胜关键

国外企业已经实现硅碳负极材料量产，松下2013 年量产的NCR18650C 型号电池即采⽤硅碳负

极材料；⽇本GS汤浅推出的硅基负极材料锂电池也已应⽤于三菱汽车；特斯拉推出的Model3

成功应⽤硅碳负极材料，实现300Wh/kg ⽐能量，更加明确了硅碳负极的未来地位。

⽬前主流负极⼚商已扩⼤硅碳负极投⼊，新进⼊者也开始布局硅碳负极，新增产能2017 年底开

始陆续投产。提前布局硅碳负极、拥有技术优势、更快实现产业化的企业，将有望改变负极产

业的现有格局。

负极材料⾏业发展趋势分析

1、短期内⼈造⽯墨仍将是市场主流，天然⽯墨将逐步被替代

国内前⼗负极材料企业，⾃2016年开始均⼤⾯积扩张⼈造⽯墨，其产能将在2018年开始⼤规模

释放，这将进⼀步拉⼤⼈造与天然差距。同时由于⼈造⽯墨在动⼒电池循环性能、稳定性能⽅

⾯均⽐天然⽯墨好，因此动⼒电池市场对⼈造⽯墨需求仍将会持续增加。

2、硅基负极材料将成为国内负极材料企业重点发展⽅向，未来发展空间

巨⼤

⽬前我国硅基负极材料实际产量已突破千吨级别，相⽐2016年以前的百吨级别已上升近⼗倍差

距，未来随着技术的不断成熟，现产品已经在数码圆柱领域部队最狠拉歌词 得到很好应⽤，到2018年开始将会

有超过千吨级别应⽤于动⼒电池领域，预计到2020年排队英语怎么说 全国产量有望突破万吨级别。

3、⼈造⽯墨负极材料价格仍将回落保持下滑的趋势

随着我国负极材料的市场集中度进⼀步提⾼，针状焦、⽯墨化及负极材料产能持续扩张，⽣产

规模不断扩⼤，规模效应带动⽣产成本下降，从⽽带动⼈造负极材料价苹果电脑输入法怎么切换 格持续下⾏。

4、产业延伸，布局上游⽅向将成为企业未来市场价格战中最有利竞争因时尚妆容

素

2016-2017年负极材料上游针状焦和⽯墨化加⼯，受市场供需及环保等价格⼤幅上涨，综合上涨

超过200%。⾯对成本压⼒众多企业开启了选择性的⽣产，针对⼤客户和账期较好的客户供应。

随着国家对环保政策的持续推进，⼀些中⼩型⽯墨化⼯⼚⾯临整改或者被查封内审工作总结 ，市场⽯墨化价

格也随着提⾼，但⾯对⽬前动⼒电池价格节节下滑，电池企业价格传导效cao是什么化学名称 应加快，企业要求每

年不断下降材料价格，在此背景下，⽬前众多⼤型负极材料企业开始布局上游针状焦领域，和

⾃⼰建⽴⽯墨化⼯⼚。

来源：锂电池news 、锂电⼤数据