一體化+全球布局穩固優勢業務。
1.負極材料:高端降本迎接全球電動化大周期
2012年12月,公司聯合其他兩家財務投資人與負極材料的資深專家馮蘇寧團 隊出資設立江西紫宸,定位高端人造石墨負極材料,擁有國內人工石墨負極材料領 域最好的研發技術團隊之一,總經理馮蘇寧先生為國內人工石墨負極行業的技術專 家與領軍人物,是中間相碳微球(CMS)及FSN系列產品的首席發明人,通過連續 推出高性能的負極材料新產品成功實現了趕超,進入了以ATL、珠海光宇、三星 SDI、LG化學為代表的軟包鋰離子電池高端客戶市場,成為軟包電池負極材料的主 要供應商,躋身負極材料一線龍頭。江西紫宸初設時公司控股比例51%,公司堅定 看好江西紫宸負極材料業務未來發展,2015年出資7565.6萬元收購江西紫宸49% 股權,此次股權轉讓完成后,江西紫宸變更為璞泰來有限的全資子公司。
公司負極產品定位高端,持續研發投入,營業收入從2013年的6255萬元經過 近10年快速增長為2022年76.5億元,CAGR高達13倍以上。公司在保證高速增長 的同時,負極材料業務研發費率水平近年來也逐步攀升至業內較高水平,以創新鞏 固負極高端材料市場份額。

憑借安全、循環性能及充放電倍率性能等優勢,人造石墨已逐漸替代天然石墨 成為最主流負極材料。負極材料主要分為碳材料和非碳材料兩大類。其中,碳材料 主要包括石墨類、石墨烯類和無定型類;非碳材料主要包括錫基材料、鈦基材料、氮 活材料和硅基材料。從成本與性能的綜合考慮,人造石墨因循環性能好、電解液兼 容、低溫性能、高倍率性能、安全性能相對占優,在動力電池及數碼電池市場得到廣 泛應用。據GGII,2022年全國負極材料出貨量為137萬噸,同比+90.28%,其中人造 石墨115萬噸,同比+89.59%,出貨量占比從2016年66.9%提升至2022年的84.0%, 手機電池需求升級啟動人造石墨成長周期,動力電池技術升級打開向上空間,人造 石墨迅速成為主流品種。
公司負極材料定位高端,長期合作海內外優質大客戶,市占率穩居全國第一。 公司負極事業部負責人馮蘇寧先生曾就職于上海杉杉科技有限公司和寧波杉杉新材 料有限公司總經理,具有資深負極行業技術經驗和豐富產業鏈資源,帶領公司突破 高端產品關鍵包覆技術,專注高端人造石墨領域,自2013年起陸續切入ATL、三星、 LG新能源、寧德時代、比亞迪等海內外鋰電池龍頭企業供應鏈。2022年人造石墨產 量13.9萬噸,同比+43.9%。公司2022年產量市占率23.2%,連續 多年穩居全國人造石墨出貨量第一。
專注高端人造石墨,價格和單噸毛利領跑行業。得益于公司獨特的原材料甄選 技術、粉體材料各項同性化處理、表面改性及高溫熱處理等核心技術,公司陸續推 出型號為8C、G系列等主要針對高端消費電子和汽車鋰電動力電池市場的新產品, 產品具有高容量、高倍率、高壓室密度、低膨脹、長循環等優良特性,長期被全球鋰 電池龍頭廣泛認可。江西紫宸主流產品的首次放電容量達360mAh/g以上,配向性 (I004/I110)小于10,壓實密度達1.7g/cm3以上,循環壽命1000次容量保持在80% 以上。2022年海外客戶出貨比例近30%,產品單價和單噸盈利顯著高于行業內其他 競爭對手。

公司在原材料加工和高端包覆工藝具有資深技術積累,自成立之初定位高端市 場,構建高技術壁壘。 原材料:公司在原料甄選方面擁有得天獨厚的優勢。人造石墨采用焦炭作為初 始原料,包括針狀焦、石油焦、瀝青焦。通常而言,用針狀焦制備的負極性能優于普 通石油焦,具有高容量、高壓實、高倍率且循環性能優異的特點,高端人造石墨中針 狀焦的占比相對更高。同時,針狀焦市場價格差異較大,不同廠商生產的同種焦類 產品存在性能差異,因此,原材料配比和焦類的甄選是決定人造石墨產品品質的重 要因素。
公司技術團隊在該領域積淀深厚,江西紫宸技術人員馮蘇寧等人曾任職于 鞍山熱能研究所碳素研究院,是國內較早從事鋰電池負極原材料研究的科研機構。 通過樣本試制和對比測試,公司早在2014年就積累了豐富的材料實驗數據和電池的 性能數據。2015年形成以針狀焦為主、普通石油焦為輔、瀝青焦補充的原材料甄選 原則,為公司產品高端化和實現針狀焦自產奠定基礎。
工藝流程:炭化是公司高倍率高端人造石墨差異化的關鍵工序。人造石墨負極 材料是將焦類原料等在一定溫度下煅燒,再經破碎、造粒、石墨化、篩分等工藝制 成。從工藝難度來看,破碎與篩分環節相對簡單,各廠商的工藝水平差異主要在于 造粒和石墨化兩個環節。此外,對于有快充和高性能循環性能需求的高端石墨,一 般還需要炭化包覆,即將人造石墨同瀝青、樹脂類聚合物按照一定比例充分混合, 之后在1000-1300℃進行炭化,最終在人造石墨的表面包覆一層無定形碳,這樣可以 優化石墨在充放電過程中的鋰離子傳輸速率,提升電芯的快充能力。相較于行業多 數競爭對手,公司增加了炭化包覆工序,是公司產品高性能的關鍵保證。
原材料、石墨化加工為人造石墨主要成本構成,電力能源費決定石墨化成本高 低。據尚太科技招股說明書,其2022年1-6月負極材料成本結構中,直接材料、制造 費用和直接電費分別占比39.76%、37.25%、13.09%,合計占比超90%。該成本結 構主要與負極材料以石墨化爐對應工序作為生產流程的核心有關,石墨化工序是指 在石墨化爐中對炭材料進行2000度以上的高溫熱處理,利用熱活化將熱力學不穩定 的碳原子實現由亂層結構向石墨晶體結構的有序轉化,在生產過程中對電力、石墨 加熱爐耗用規模較大,導致對應電費和制造費用較高。據翔豐華招股說明書,石墨 化加工在人造石墨總成本占比近50%。
早期負極材料企業主要以委外石墨化加工方 式生產,隨著技術逐漸成熟和產業鏈降本增效催化,負極材料廠逐漸自己建設石墨化產能。據公司2020年定增回復函測算公司山東興豐和內蒙興豐技改前完全使用 坩堝爐進行石墨化加工時,電費是第一大成本支出,單噸電耗約1.4萬kwh,電費在 山東興豐和內蒙興豐石墨化單噸成本中的占比分別為61%和43%。因此,焦類材料、 石墨化工序以及產地電力能源水平成為負極材料企業控制成本的關鍵三大突破點。
公司持續完善“針狀焦+石墨化加工+炭化+負極生產”負極一體化布局,產能擴 張節奏穩健。自2017年起,公司開始穩步擴建產能,并通過增資山東興豐開啟石墨 化布局,實現產業鏈一體化第一步。2018年和2020年先后新建內蒙興豐石墨化加工 項目一期5萬噸和二期5萬噸連續擴大石墨化產能。2019年新建溧陽紫宸年產3萬噸 高性能鋰離子電池負極項目以提高碳化等主要工序自供比例,走出一體化布局第二 步。為保障針狀焦供應,2019年參股振興炭材,2021年參股山東京陽,完成一體化 布局。
2022年首次導入人工石墨負極材料全工序一體化產能建設,新建四川紫宸年 產20萬噸一體化項目(含2020年四川紫宸5萬噸負極定增項目)。根據2022年年報 披露數據,公司已實現年產15萬噸的負極材料有效產能,其中包括11萬噸石墨化加 工及10萬噸碳化加工配套產能。根據公司擴產公告,我們預計2023年負極產能28萬 噸、石墨化產能21萬噸,實現75%的石墨化自供比例。
自建石墨化產能后,公司技改爐器成廂式爐顯著降低單噸電耗降本增效。石墨 化工藝的關鍵環節為裝爐,其裝爐技術由坩堝爐、廂式爐發展到連續爐,目前應用 廣泛的是坩堝爐和廂式爐。坩堝爐技術路線成熟,石墨化度較高,適用于中高端產 品;但其耗電量大,需要大量的電阻加熱料和保溫覆蓋料,內部運輸成本較高,敞開 冶煉帶來廢氣難以收集。廂式爐對石墨化工藝掌握程度和技術優化水平要求較高, 相比坩堝法避免了負極材料重復裝入、裝出坩堝工作,且由于廂體自身材質及性狀 特點,廂體之間無需添加保溫電阻料,增大了爐內負極材料的有效容積及使用效率。
公司在2020年對山東興豐和內蒙興豐石墨化加工進行技改,將部分坩堝爐更替為廂 式爐。根據公司2020年定增回復,技改后廂式爐單爐有效容量相較坩堝爐成倍增加, 而總耗電量僅增加約10%,石墨化單噸耗電量降低約40%-50%。
建設四川一體化低能源基地,持續下探成本中樞。公司2021年公告建設四川紫 宸20萬噸一體化項目,一期自建10萬噸石墨化產能,同樣引入箱式爐以降低電耗, 其中坩堝法5萬噸、廂式法5萬噸。同時,四川一體化項目綜合考慮熱能利用問題, 通過利用園區廠房屋頂等措施節能,減少升降溫運輸環節能耗。四 川一體化項目電耗降至6326kwh/噸,相較山東和內蒙石墨化技改后的單噸電耗進一 步下降18%。此外,四川系國內新能源產業最重要聚集地之一,除開豐富的低成本 清潔水電能源,其基礎設施配套完備、新能源產業政策支持力度大,而成都市作為 中歐班列的重要起點,其依托中歐班列具備輻射歐洲等客戶的強大優勢,有利于公 司迅速補足各業務板塊的產能短板,有效保障海外業務供應,服務國內西南市場, 以極致成本就近服務下游客戶。

遠赴瑞典建設一體化負極基地,迎接全球電動化大周期。伴隨歐美電動車產業 鏈本土化需求不斷強化,中國新能源產業出海趨勢從“電動車出海”轉變為“海外新能 源產業鏈本土化”,國內電芯廠紛紛布局海外建廠。為積極搶占歐洲等海外市場鋰電 產業鏈構建的市場機遇,以及滿足公司現有歐洲客戶對負極材料的就近配套要求, 公司于2023年5月公告將在瑞典投資157億瑞典克朗設立紫宸科技(瑞典),建設10 萬噸鋰離子負極材料一體化生產研發基地,預計2025年具備5萬噸負極材料產能, 2026年底或2027年初具備10萬噸負極材料產能。同時,璞泰來瑞典工廠將成為 Northvolt的第四家在瑞典生產的亞洲次級供應商。
瑞典投資署Business Sweden的 首席執行官Jan Larsson評論璞泰來是世界領先的負極材料制造商之一,璞泰來瑞典 建廠是瑞典綠色轉型工作的一項重要投資,將有助于在瑞典和北歐建立可持續且有 競爭力的電池行業。
2.隔膜涂覆:一體化打開基膜業務增量
公司全資子公司東莞卓高主要從事涂覆隔膜業務。東莞卓高成立于2011年3月, 系璞泰來創始股東之一、總經理陳衛控制的企業,前身為東莞市比比克電子科技有 限公司,定位于鋰電隔膜涂覆技術服務商。2014年7月公司增資1100萬元持有65% 股權,2015年進一步出資1185萬元收購東莞卓高35%股權,收購完成后東莞卓高成 為公司全資子公司。東莞卓高自2014年開始涉足涂覆隔膜業務以來成長迅猛,根據 公司年報,憑借持續迭代的技術優勢、強大的規模效應、綜合的配套服務以及輔材 的國產化及自供能力,公司已成為國內最大的獨立涂覆隔膜加工商,2022年年國內 涂覆隔膜加工量位列第一,占比國內濕法隔膜出貨量44.31%。
涂覆隔膜成為主流,2021年出貨量占比超45%。隔膜的作用是提供離子通道形 成充放電回路和隔開正負極避免短路,根據成孔原理不同分為干法隔膜和濕法隔膜, 其中濕法隔膜整體性能更優,2021年濕法隔膜出貨量占比74%。但是濕法隔膜存在 熱穩定性差的缺陷,由于高溫下收縮率高從而可能引起極片外露,涂覆特定物質可 以顯著改善該問題,同時可提升隔膜的浸潤性和抗穿刺性。目前涂覆隔膜成為主流 技術路線,根據GGII,2021年涂覆膜占隔膜出貨量比例超過45%(含第三方涂覆)。
涂覆隔膜中無機涂覆占比超95%,以勃姆石和PVDF為主。根據涂覆材料不同, 涂覆技術路線分為無機材料涂覆(氧化鋁、勃姆石)、有機材料涂覆(PVDF、芳綸、 PMMA)、有機材料和無機材料混合涂覆(陶瓷+PVDF、陶瓷+芳綸)三種。無機涂 覆材料是市場主流材料。根據高工鋰電,2021年國內隔膜涂覆膜出貨量中無機涂覆 膜占比超過95%,主要系無機涂覆技術更加成熟,下游客戶已形成產業化應用。無 機涂覆材料中陶瓷材料勃姆石和PVDF使用最多,陶瓷材料主要是為了提升隔膜的熱 穩定性,勃姆石相較氧化鋁具有耐熱溫度更高、對設備損耗更小等優勢,在無機涂 覆中滲透率進一步提升,已超60%;PVDF的主要作用是粘結性,通過PVDF粘結極 片與隔膜,排除內部間隙的空氣,增加電芯硬度,保持電芯厚度一致性。
公司逐漸實現基膜和涂覆材料自供,配套涂覆設備勾勒涂覆隔膜最低成本。(1) 基膜:2016年全資收購上海月泉,開啟濕法基膜布局;(2)涂覆材料和粘結劑:2014 年成立浙江極盾從事氧化鋁粉業務,2019年、2020年先后成立溧陽極盾、四川極盾 生產氧化鋁和勃姆石納米粉體,擴充陶瓷涂覆粉體產能。2021年增資控制東陽光氟 樹脂(PVDF)55%股權、受讓取得四川茵地樂(水性粘結劑)26%股權,持續提高 涂覆材料和粘結劑自供能力;(3)涂覆設備:公司涂覆設備由東莞卓高與嘉拓智能 合作開發,而后持續升級涂覆設備性能,2020年完成超高速陶瓷涂覆一體機、四層 同步涂覆設備的研發、生產、調試與使用,通過涂覆加工和涂覆設備協同不斷提升 涂覆加工的生產效率;
(4)涂覆工藝:東莞卓高于2011年開始對聚烯烴隔膜表面涂 覆陶瓷技術開始研究,2012年繼續研發PVDF涂覆隔膜技術,2017年即可批量、穩 定完成基材5微米的氧化鋁納米陶瓷涂層工藝,涂層最小厚度可達0.5微米,技術水 平國內領先。依托“基膜-涂覆材料(氧化鋁/PVDF/勃姆石)-粘結劑(PVDF/PAA) -涂覆設備-涂覆加工”產業閉環,公司涂覆隔膜降本空間逐步打開。我們測算,四川 卓勤20億平基膜與涂覆一體化項目中涂覆隔膜成本為1.2元/㎡,接近行業領先水平。

深度合作寧德時代,下游需求催動公司產能加速擴張。近年來新能源汽車在國 內外加速滲透,各大動力電池廠商紛紛加快產能擴張節奏。公司與寧德時代、中航 鋰電、比亞迪、欣旺達、珠海冠宇等多家動力電池廠商建立了穩定的合作關系,其中 寧德是公司第一大客戶,雙方合作始于2015年。根據金力股份招股書,寧德時代2025 年產能規模預計460GWh,按照每GWh使用1500萬平方米涂覆隔膜測算,其涂覆隔 膜需求量將達到69億平方米。為滿足以寧德時代等龍頭客戶需求增量,公司自2020 年來加速擴產,預計2023年實現涂覆隔膜年產能62.5億平方米、濕法基膜年產能5億 平,2025年實現涂覆隔膜年產能101.5億平方米、濕法基膜年產能21億平。