一体化+全球布局稳固优势业务。
2012年12月,公司联合其他两家财务投资人与负极材料的资深专家冯苏宁团 队出资设立江西紫宸,定位高端人造石墨负极材料,拥有国内人工石墨负极材料领 域最好的研发技术团队之一,总经理冯苏宁先生为国内人工石墨负极行业的技术专 家与领军人物,是中间相碳微球(CMS)及FSN系列产品的首席发明人,通过连续 推出高性能的负极材料新产品成功实现了赶超,进入了以ATL、珠海光宇、三星 SDI、LG化学为代表的软包锂离子电池高端客户市场,成为软包电池负极材料的主 要供应商,跻身负极材料一线龙头。江西紫宸初设时公司控股比例51%,公司坚定 看好江西紫宸负极材料业务未来发展,2015年出资7565.6万元收购江西紫宸49% 股权,此次股权转让完成后,江西紫宸变更为璞泰来有限的全资子公司。
公司负极产品定位高端,持续研发投入,营业收入从2013年的6255万元经过 近10年快速增长为2022年76.5亿元,CAGR高达13倍以上。公司在保证高速增长 的同时,负极材料业务研发费率水平近年来也逐步攀升至业内较高水平,以创新巩 固负极高端材料市场份额。

凭借安全、循环性能及充放电倍率性能等优势,人造石墨已逐渐替代天然石墨 成为最主流负极材料。负极材料主要分为碳材料和非碳材料两大类。其中,碳材料 主要包括石墨类、石墨烯类和无定型类;非碳材料主要包括锡基材料、钛基材料、氮 活材料和硅基材料。从成本与性能的综合考虑,人造石墨因循环性能好、电解液兼 容、低温性能、高倍率性能、安全性能相对占优,在动力电池及数码电池市场得到广 泛应用。据GGII,2022年全国负极材料出货量为137万吨,同比+90.28%,其中人造 石墨115万吨,同比+89.59%,出货量占比从2016年66.9%提升至2022年的84.0%, 手机电池需求升级启动人造石墨成长周期,动力电池技术升级打开向上空间,人造 石墨迅速成为主流品种。
公司负极材料定位高端,长期合作海内外优质大客户,市占率稳居全国第一。 公司负极事业部负责人冯苏宁先生曾就职于上海杉杉科技有限公司和宁波杉杉新材 料有限公司总经理,具有资深负极行业技术经验和丰富产业链资源,带领公司突破 高端产品关键包覆技术,专注高端人造石墨领域,自2013年起陆续切入ATL、三星、 LG新能源、宁德时代、比亚迪等海内外锂电池龙头企业供应链。2022年人造石墨产 量13.9万吨,同比+43.9%。公司2022年产量市占率23.2%,连续 多年稳居全国人造石墨出货量第一。
专注高端人造石墨,价格和单吨毛利领跑行业。得益于公司独特的原材料甄选 技术、粉体材料各项同性化处理、表面改性及高温热处理等核心技术,公司陆续推 出型号为8C、G系列等主要针对高端消费电子和汽车锂电动力电池市场的新产品, 产品具有高容量、高倍率、高压室密度、低膨胀、长循环等优良特性,长期被全球锂 电池龙头广泛认可。江西紫宸主流产品的首次放电容量达360mAh/g以上,配向性 (I004/I110)小于10,压实密度达1.7g/cm3以上,循环寿命1000次容量保持在80% 以上。2022年海外客户出货比例近30%,产品单价和单吨盈利显著高于行业内其他 竞争对手。

公司在原材料加工和高端包覆工艺具有资深技术积累,自成立之初定位高端市 场,构建高技术壁垒。 原材料:公司在原料甄选方面拥有得天独厚的优势。人造石墨采用焦炭作为初 始原料,包括针状焦、石油焦、沥青焦。通常而言,用针状焦制备的负极性能优于普 通石油焦,具有高容量、高压实、高倍率且循环性能优异的特点,高端人造石墨中针 状焦的占比相对更高。同时,针状焦市场价格差异较大,不同厂商生产的同种焦类 产品存在性能差异,因此,原材料配比和焦类的甄选是决定人造石墨产品品质的重 要因素。
公司技术团队在该领域积淀深厚,江西紫宸技术人员冯苏宁等人曾任职于 鞍山热能研究所碳素研究院,是国内较早从事锂电池负极原材料研究的科研机构。 通过样本试制和对比测试,公司早在2014年就积累了丰富的材料实验数据和电池的 性能数据。2015年形成以针状焦为主、普通石油焦为辅、沥青焦补充的原材料甄选 原则,为公司产品高端化和实现针状焦自产奠定基础。
工艺流程:炭化是公司高倍率高端人造石墨差异化的关键工序。人造石墨负极 材料是将焦类原料等在一定温度下煅烧,再经破碎、造粒、石墨化、筛分等工艺制 成。从工艺难度来看,破碎与筛分环节相对简单,各厂商的工艺水平差异主要在于 造粒和石墨化两个环节。此外,对于有快充和高性能循环性能需求的高端石墨,一 般还需要炭化包覆,即将人造石墨同沥青、树脂类聚合物按照一定比例充分混合, 之后在1000-1300℃进行炭化,最终在人造石墨的表面包覆一层无定形碳,这样可以 优化石墨在充放电过程中的锂离子传输速率,提升电芯的快充能力。相较于行业多 数竞争对手,公司增加了炭化包覆工序,是公司产品高性能的关键保证。
原材料、石墨化加工为人造石墨主要成本构成,电力能源费决定石墨化成本高 低。据尚太科技招股说明书,其2022年1-6月负极材料成本结构中,直接材料、制造 费用和直接电费分别占比39.76%、37.25%、13.09%,合计占比超90%。该成本结 构主要与负极材料以石墨化炉对应工序作为生产流程的核心有关,石墨化工序是指 在石墨化炉中对炭材料进行2000度以上的高温热处理,利用热活化将热力学不稳定 的碳原子实现由乱层结构向石墨晶体结构的有序转化,在生产过程中对电力、石墨 加热炉耗用规模较大,导致对应电费和制造费用较高。据翔丰华招股说明书,石墨 化加工在人造石墨总成本占比近50%。
早期负极材料企业主要以委外石墨化加工方 式生产,随着技术逐渐成熟和产业链降本增效催化,负极材料厂逐渐自己建设石墨化产能。据公司2020年定增回复函测算公司山东兴丰和内蒙兴丰技改前完全使用 坩埚炉进行石墨化加工时,电费是第一大成本支出,单吨电耗约1.4万kwh,电费在 山东兴丰和内蒙兴丰石墨化单吨成本中的占比分别为61%和43%。因此,焦类材料、 石墨化工序以及产地电力能源水平成为负极材料企业控制成本的关键三大突破点。
公司持续完善“针状焦+石墨化加工+炭化+负极生产”负极一体化布局,产能扩 张节奏稳健。自2017年起,公司开始稳步扩建产能,并通过增资山东兴丰开启石墨 化布局,实现产业链一体化第一步。2018年和2020年先后新建内蒙兴丰石墨化加工 项目一期5万吨和二期5万吨连续扩大石墨化产能。2019年新建溧阳紫宸年产3万吨 高性能锂离子电池负极项目以提高碳化等主要工序自供比例,走出一体化布局第二 步。为保障针状焦供应,2019年参股振兴炭材,2021年参股山东京阳,完成一体化 布局。
2022年首次导入人工石墨负极材料全工序一体化产能建设,新建四川紫宸年 产20万吨一体化项目(含2020年四川紫宸5万吨负极定增项目)。根据2022年年报 披露数据,公司已实现年产15万吨的负极材料有效产能,其中包括11万吨石墨化加 工及10万吨碳化加工配套产能。根据公司扩产公告,我们预计2023年负极产能28万 吨、石墨化产能21万吨,实现75%的石墨化自供比例。
自建石墨化产能后,公司技改炉器成厢式炉显著降低单吨电耗降本增效。石墨 化工艺的关键环节为装炉,其装炉技术由坩埚炉、厢式炉发展到连续炉,目前应用 广泛的是坩埚炉和厢式炉。坩埚炉技术路线成熟,石墨化度较高,适用于中高端产 品;但其耗电量大,需要大量的电阻加热料和保温覆盖料,内部运输成本较高,敞开 冶炼带来废气难以收集。厢式炉对石墨化工艺掌握程度和技术优化水平要求较高, 相比坩埚法避免了负极材料重复装入、装出坩埚工作,且由于厢体自身材质及性状 特点,厢体之间无需添加保温电阻料,增大了炉内负极材料的有效容积及使用效率。
公司在2020年对山东兴丰和内蒙兴丰石墨化加工进行技改,将部分坩埚炉更替为厢 式炉。根据公司2020年定增回复,技改后厢式炉单炉有效容量相较坩埚炉成倍增加, 而总耗电量仅增加约10%,石墨化单吨耗电量降低约40%-50%。
建设四川一体化低能源基地,持续下探成本中枢。公司2021年公告建设四川紫 宸20万吨一体化项目,一期自建10万吨石墨化产能,同样引入箱式炉以降低电耗, 其中坩埚法5万吨、厢式法5万吨。同时,四川一体化项目综合考虑热能利用问题, 通过利用园区厂房屋顶等措施节能,减少升降温运输环节能耗。四 川一体化项目电耗降至6326kwh/吨,相较山东和内蒙石墨化技改后的单吨电耗进一 步下降18%。此外,四川系国内新能源产业最重要聚集地之一,除开丰富的低成本 清洁水电能源,其基础设施配套完备、新能源产业政策支持力度大,而成都市作为 中欧班列的重要起点,其依托中欧班列具备辐射欧洲等客户的强大优势,有利于公 司迅速补足各业务板块的产能短板,有效保障海外业务供应,服务国内西南市场, 以极致成本就近服务下游客户。

远赴瑞典建设一体化负极基地,迎接全球电动化大周期。伴随欧美电动车产业 链本土化需求不断强化,中国新能源产业出海趋势从“电动车出海”转变为“海外新能 源产业链本土化”,国内电芯厂纷纷布局海外建厂。为积极抢占欧洲等海外市场锂电 产业链构建的市场机遇,以及满足公司现有欧洲客户对负极材料的就近配套要求, 公司于2023年5月公告将在瑞典投资157亿瑞典克朗设立紫宸科技(瑞典),建设10 万吨锂离子负极材料一体化生产研发基地,预计2025年具备5万吨负极材料产能, 2026年底或2027年初具备10万吨负极材料产能。同时,璞泰来瑞典工厂将成为 Northvolt的第四家在瑞典生产的亚洲次级供应商。
瑞典投资署Business Sweden的 首席执行官Jan Larsson评论璞泰来是世界领先的负极材料制造商之一,璞泰来瑞典 建厂是瑞典绿色转型工作的一项重要投资,将有助于在瑞典和北欧建立可持续且有 竞争力的电池行业。
公司全资子公司东莞卓高主要从事涂覆隔膜业务。东莞卓高成立于2011年3月, 系璞泰来创始股东之一、总经理陈卫控制的企业,前身为东莞市比比克电子科技有 限公司,定位于锂电隔膜涂覆技术服务商。2014年7月公司增资1100万元持有65% 股权,2015年进一步出资1185万元收购东莞卓高35%股权,收购完成后东莞卓高成 为公司全资子公司。东莞卓高自2014年开始涉足涂覆隔膜业务以来成长迅猛,根据 公司年报,凭借持续迭代的技术优势、强大的规模效应、综合的配套服务以及辅材 的国产化及自供能力,公司已成为国内最大的独立涂覆隔膜加工商,2022年年国内 涂覆隔膜加工量位列第一,占比国内湿法隔膜出货量44.31%。
涂覆隔膜成为主流,2021年出货量占比超45%。隔膜的作用是提供离子通道形 成充放电回路和隔开正负极避免短路,根据成孔原理不同分为干法隔膜和湿法隔膜, 其中湿法隔膜整体性能更优,2021年湿法隔膜出货量占比74%。但是湿法隔膜存在 热稳定性差的缺陷,由于高温下收缩率高从而可能引起极片外露,涂覆特定物质可 以显著改善该问题,同时可提升隔膜的浸润性和抗穿刺性。目前涂覆隔膜成为主流 技术路线,根据GGII,2021年涂覆膜占隔膜出货量比例超过45%(含第三方涂覆)。
涂覆隔膜中无机涂覆占比超95%,以勃姆石和PVDF为主。根据涂覆材料不同, 涂覆技术路线分为无机材料涂覆(氧化铝、勃姆石)、有机材料涂覆(PVDF、芳纶、 PMMA)、有机材料和无机材料混合涂覆(陶瓷+PVDF、陶瓷+芳纶)三种。无机涂 覆材料是市场主流材料。根据高工锂电,2021年国内隔膜涂覆膜出货量中无机涂覆 膜占比超过95%,主要系无机涂覆技术更加成熟,下游客户已形成产业化应用。无 机涂覆材料中陶瓷材料勃姆石和PVDF使用最多,陶瓷材料主要是为了提升隔膜的热 稳定性,勃姆石相较氧化铝具有耐热温度更高、对设备损耗更小等优势,在无机涂 覆中渗透率进一步提升,已超60%;PVDF的主要作用是粘结性,通过PVDF粘结极 片与隔膜,排除内部间隙的空气,增加电芯硬度,保持电芯厚度一致性。
公司逐渐实现基膜和涂覆材料自供,配套涂覆设备勾勒涂覆隔膜最低成本。(1) 基膜:2016年全资收购上海月泉,开启湿法基膜布局;(2)涂覆材料和粘结剂:2014 年成立浙江极盾从事氧化铝粉业务,2019年、2020年先后成立溧阳极盾、四川极盾 生产氧化铝和勃姆石纳米粉体,扩充陶瓷涂覆粉体产能。2021年增资控制东阳光氟 树脂(PVDF)55%股权、受让取得四川茵地乐(水性粘结剂)26%股权,持续提高 涂覆材料和粘结剂自供能力;(3)涂覆设备:公司涂覆设备由东莞卓高与嘉拓智能 合作开发,而后持续升级涂覆设备性能,2020年完成超高速陶瓷涂覆一体机、四层 同步涂覆设备的研发、生产、调试与使用,通过涂覆加工和涂覆设备协同不断提升 涂覆加工的生产效率;
(4)涂覆工艺:东莞卓高于2011年开始对聚烯烃隔膜表面涂 覆陶瓷技术开始研究,2012年继续研发PVDF涂覆隔膜技术,2017年即可批量、稳 定完成基材5微米的氧化铝纳米陶瓷涂层工艺,涂层最小厚度可达0.5微米,技术水 平国内领先。依托“基膜-涂覆材料(氧化铝/PVDF/勃姆石)-粘结剂(PVDF/PAA) -涂覆设备-涂覆加工”产业闭环,公司涂覆隔膜降本空间逐步打开。我们测算,四川 卓勤20亿平基膜与涂覆一体化项目中涂覆隔膜成本为1.2元/㎡,接近行业领先水平。

深度合作宁德时代,下游需求催动公司产能加速扩张。近年来新能源汽车在国 内外加速渗透,各大动力电池厂商纷纷加快产能扩张节奏。公司与宁德时代、中航 锂电、比亚迪、欣旺达、珠海冠宇等多家动力电池厂商建立了稳定的合作关系,其中 宁德是公司第一大客户,双方合作始于2015年。根据金力股份招股书,宁德时代2025 年产能规模预计460GWh,按照每GWh使用1500万平方米涂覆隔膜测算,其涂覆隔 膜需求量将达到69亿平方米。为满足以宁德时代等龙头客户需求增量,公司自2020 年来加速扩产,预计2023年实现涂覆隔膜年产能62.5亿平方米、湿法基膜年产能5亿 平,2025年实现涂覆隔膜年产能101.5亿平方米、湿法基膜年产能21亿平。