锂电池成本=正极45%+负极15%+电解液20%+隔膜10%+其他10%
核心结论：
技术路线上看，目前主流是石墨，未来方向是硅基。高硅基处于小批量应用阶段，主要问题是膨胀大、首次充放电效率低、成本高，产业普遍看好硅碳的化学气象沉积法路线（CVD）。
动力电池负极材料高同质化，技术壁垒低，技术路线透明，比拼的是性价比。人造石墨成本主要来自石墨化环节和原材料，负极材料企业间的成本差异取决于石墨化和原材料的自供率，企业普遍采用一体化经营思路向上游延伸。
2023-2024年是负极材料产能释放期，2023年以来，由于产能释放、电池客户去库、高价库存消化等，负极材料企业盈利大幅恶化（尤其是2023Q3）。
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技术路线：短期（3-5年）石墨仍为主流，长期硅基是未来方向
技术路线：天然石墨——人造石墨——硅基材料
图：负极材料分类
数据来源：大成基金，2023-11目前电池负极材料主要是人造石墨，市占率超80%，剩余大部分是天然石墨。人造石墨因其高倍率、长循环、低膨胀等优势，主要用于大容量的汽车动力电池和中高端消费电池，天然石墨主要用于小型锂离子电池和一般用途的消费电池。
硬碳负极是钠电池首选，除非解决循环问题（很难），否则难打开储能市场，应用仅局限于两轮车、部分A00级车，需求量小。因首周效率低、低电位储锂倍率性能差、全电池满充电态易于析锂、压实密度低等问题无法在锂电池中大量应用。
图：人造石墨综合性能好于天然石墨
数据来源：公司公告，大成基金，2023-11硅基负极因高能量密度，普遍被看好是下一代负极。石墨负极理论克容量372mAh/g，量产品可做到360+mAh/g，接近理论上限。硅基负极目前的克容量>400mAh/g，但理论克容量可以达到4200mAh/g，是石墨负极的10倍以上，潜力巨大。
硅的问题是膨胀大（硅是四面体结构，嵌锂过程体积膨胀300%、脱锂后体积收缩，导致硅粒开裂、破碎，影响寿命和添加比例 vs 石墨是平层结构，膨胀只有10%）和首次充放电效率低（形成的SEI膜疏松、厚、不均匀、阻抗高，硅基首效只有50% vs 石墨首效90+%）。
硅基常用的改性方式：包括硅氧化、纳米化、多孔化、复合化、预锂化等。
硅氧：氧化亚硅。优点是膨胀小、寿命长，缺点是首效低（除了形成SEI膜外，还会产生不可逆反应）。
硅碳：纳米硅粉+碳材料包覆改性。优点是首效高，缺点是膨胀大、寿命短。
硅碳和硅氧目前均有小批量应用（几千吨量级 vs 2023Q1-Q3负极材料出货量120w吨），用于掺混在石墨负极中，掺混比例5%-10%。动力电池选硅氧负极，因为循环寿命高，消费电池多选硅碳，因为首效高。但均因膨胀大和成本高两个问题，两者都没能大范围推广（膨胀率在100%以上，性能最差的纯品的硅氧或硅碳均价在20+w元/吨 vs 人造石墨3w元/吨）。
硅碳之前完全无法用在动力，但工艺迭代后，膨胀问题大幅改善，远期成本预期能降，被宁德和部分负极厂视为硅基负极在动力上的终极方案。
球磨法（当前主流方案）：百纳米级别，粒径大，膨胀大而寿命短，但成本最低。
化学气象沉积法（CVD）：20-100nm，膨胀小，且改善了硅的粉化问题，但目前成本高。
等离子蒸发冷凝法（PVD）：几十纳米级别，膨胀小，且改善了硅的粉化问题，但目前成本高
虽然CVD和PVD两条路线都在走，但从量产、成本、综合性能多维度考虑，业内贝特瑞（都做）、璞泰来、兰溪致德、天目先导等主流玩家普遍看好CVD路线。CVD路线透明，但目前具备供货能力的只有这四家。
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主要成本差异来自石墨化和原材料的自给率
动力电池能量密度的瓶颈是正极，正极理论比容量为磷酸铁锂170mAh/g、三元材料280mAh/g，明显低于负极360mAh/g。所以电池厂对于负极材料看重性价比>性能，更偏好中低端的负极材料，低端产品70%+中端产品20%。
汽车动力电池负极主要采用人造石墨，生产工序包括破碎、造粒、焙烧、高温石墨化、炭化和成品加工等，主要成本是石墨化和原材料。e.g.尚太科技（石墨化自给率100%）成本中石墨化和原材料分别占40%和20%。
石墨化工艺分为2种工艺，3种炉型。
艾奇逊炉与厢式炉可通过技改实现转换，厢式炉单位能耗更低，艾奇逊炉石墨化加工效果更好，两者各有优缺点，厢式炉无法完全替代艾奇逊炉。连续石墨化工艺存在工艺瓶颈，包括找不到合适的耐高温材料、冷却问题、设备稳定性差等。
图：不同石墨化工艺对比
数据来源：李子坤《石墨化技术的现状与发展》，大成基金，2023-11各家负极材料企业在同种炉型工艺上没有显著差异，成本差异主要来自石墨化和原材料的自给率。负极材料企业一般通过产业链的一体化降低成本，向上游石墨化环节延伸提高石墨化的自给率，并将产能布局在电价相对便宜的地区；入股化工企业提高原材料（石油焦、针状焦等）的自给率。
