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新材料：2021锂电负极石墨化行业研究报告

导语

石墨化加工最初起源于碳素制品行业，是生产石墨电极的必备工

序，市场上存在诸多专业的石墨化加工企业；另一方面，碳材料经石

墨化加工后用于负极材料制备。

来源：平安证券作者：朱栋、皮秀

一、石墨化是什么？

石墨化是人造石墨关键工序。石墨化加工最初起源于碳素制品行

业，是生产石墨电极的必备工序，市场上存在诸多专业的石墨化加工

企业；另一方面，碳材料经石墨化加工后用于负极材料制备。石墨化

生产的基本原理是：在一个密闭的炉窑内，通过石墨电极向炉窑内的

电阻料通电，在炉窑的核心区形成电弧及电流，使核心区的温度达到

2400℃以上，在高温条件下，碳原子由热力学上不稳定的二维无序重

叠排列转变为三维有序重叠排列，获得石墨高导电、高导热、耐腐蚀、

耐摩擦等的性能，是人造石墨必备工序之一。

石墨化加工工艺过程包括清炉、装炉、通电、冷却、卸炉等步骤，

单次生产周期一般在15-30天，其中通电时间一般2-3天，而冷却过

程花费时间较长。每组石墨化炉中一般有一台处于通电状态，其他几

台炉分别处于装炉、冷却、卸炉操作中，以提升生产效率。石墨化通

电环节中无固定升温方式，需要根据原材料产地、石墨化炉容量、成

品特性决定加工曲线送电图；煅烧升降温的过程没有逻辑性公式，加

工中上层电阻料看不到任何反应且无法返工，因此依赖于各厂商的生

产经验积累。通电环节对产品良率和电耗水平有较大影响，经验丰富

的厂商有一定的成本优势。

传统坩埚工艺能耗较高。目前石墨化环节普遍采用艾奇逊石墨化

炉，该工艺属于间歇式直流电间接加热，将待加工的负极材料装填于

圆柱形或方形的石墨坩埚中，再将坩埚摆放于炉内进行加热，同时需

在坩埚间填充石油焦作为导电材料及保温料，使炉内构成电流回路。

其技术路线成熟，装料、吸料工序复杂程度及炉内坩埚摆放精度要求

适中，可操作性较强；但艾奇逊石墨化炉的本身能耗较高，只有30%

的电能被用于制品石墨化，并且还伴随着有害气体的排放，过程中消

耗大量的辅料，有较高的成本压力。

厢式炉提升单炉装炉量，降低电耗和辅料用量。厢式炉以艾奇逊

石墨化炉为基础，在炉内设置炭板箱体，相当于坩埚尺寸放大，利用

箱体及物料发热，其本质是通过增加单炉装炉量提高炉内空间的使用

效率，同时降低保温电阻料的用量，降低耗电量和原材料成本、提升

企业盈利能力。根据璞泰来定增回复函的披露，兴丰厢式炉工艺单炉

装炉量是传统坩埚工艺的两倍，而总耗电量仅增加约10%，产品单位

耗电量降低40%-50%；厢体之间无需添加保温电阻料，仅需保留厢

体四周与炉壁之间的保温材料。

厢式炉工艺的壁垒体现在：

1）厢式炉工艺对石墨化工艺掌握程度及技术优化水平要求较高，

厢板拼接过程精度较高，装料吸料操作难度加大，加热过程需更加精

确地控制送电曲线及温度测量；与坩埚工艺相比，厢式炉生产的产品

稳定性有所欠缺，对负极厂商提出了更高的工艺控制要求。因此厢式

炉提高了负极行业的技术壁垒。

2）石墨化加工过程中，不同客户、不同型号的产品对石墨化加工

的要求不同，单炉单次加工过程中仅能装填同一加工要求的产品。厢

式炉装填方式下，单炉容积较大，产品调整灵活性较低，适用于单一

客户和产品体量较大的项目，因此利好具备客户体量优势的一线厂商。

厢式炉有望成为未来发展趋势。由于厢式炉技术壁垒较高，行业

内仅有少数头部企业掌握并规模化使用厢式炉工艺。在头部企业的布

局和引领下，厢式炉工艺已占20%以上的市占率，应用不断加速，有

望成为行业未来发展趋势。我们认为在负极价格长期趋势向下的背景

下，石墨化工艺的改进将成为企业降本的有力措施之一，一线企业凭

借先发优势、技术优势和客户优势，有望逐渐拉开与二三线企业的盈

利差距。

二、石墨化产能有多少？

根据鑫椤锂电统计，2020年国内石墨化产能约为70万吨，而负

极材料产量仅为46万吨，石墨化产能较为宽裕。目前国内石墨化产

能超过80万吨，即2021年新增产能仅10万吨左右，但今年前8月

国内负极产量已达到43万吨，同比增长115%，接近20年全年水平，

全年负极产量预计超过70万吨。电费占石墨化生产成本较高，因此石

墨化产能一般选择工商业电费较低的地区，国内40%-50%