硅基負極材料應用前景廣闊,多家上市公司已深度布局
硅基負極材料,這個曾經(jīng)只存在于實驗室的“潛力材料”,正逐步從“概念”走向“規(guī)模級應用”,開啟鋰電負極材料的全新篇章。
根據(jù)研究機構EVTank聯(lián)合伊維經(jīng)濟研究院最新發(fā)布的《中國硅基負極行業(yè)發(fā)展白皮書(2025年)》,2024年全球硅基負極材料出貨量已達到4萬噸,預計2025年全年將超過7萬噸,同比增長76%,到2030年出貨量更是將飆升至60萬噸。《白皮書》指出當前帶動硅基負極材料出貨量增長的主要市場來自于手機數(shù)碼等消費類電池、電動工具等高倍率圓柱電池、46為代表的大圓柱電池等,未來隨著(半)固態(tài)電池的逐步產(chǎn)業(yè)化,硅基負極材料行業(yè)將駛入發(fā)展的快車道。
核心優(yōu)勢顯著,應用前景廣闊
硅基負極材料之所以被視為理想的下一代負極材料,源于其理論比容量高達4200mAh/g,是傳統(tǒng)石墨負極材料理論比容量(372mAh/g)的10倍以上,這一特性直接決定了其在提升電池能量密度方面的巨大潛力。隨著消費電子、新能源汽車等市場對高能量密度電池需求的持續(xù)增長,傳統(tǒng)石墨負極材料的性能瓶頸日益凸顯,而硅基負極則為突破這一瓶頸提供了可能。
中金公司(601995)指出,為適配固態(tài)電池發(fā)展,正負極材料體系加速向高能量密度方向迭代升級。負極側,當前主流石墨負極逐步轉(zhuǎn)向硅基復合材料,硅基負極目前已經(jīng)歷4代迭代,逐步解決體積膨脹、首效低等問題,終極目標為金屬鋰負極,實現(xiàn)全電池能量密度突破。
中信證券也指出,硅基負極材料作為理想的下一代負極材料,目前已經(jīng)在多個場景逐步開啟規(guī)模級應用:消費電池方面,各大手機廠商在推出的自家電池技術中大范圍采用硅碳負極;動力電池方面,寧德時代(300750)等頭部電池廠發(fā)布高能量密度電池,硅碳負極將進入1-10階段;此外,在電動飛機、機器人等高性能需求場景中,硅碳負極亦具備廣闊應用前景。
具體來看,消費電子領域正成為硅基負極材料的率先應用場景。隨著智能手機、平板電腦等消費電子設備對高能量密度電池需求的持續(xù)增長,各大手機廠商已開始在自家電池技術中大范圍采用硅碳負極。華為、榮耀、OPPO等頭部手機品牌已推出搭載硅碳負極電池的機型,顯著提升了設備的續(xù)航能力。
動力電池領域也是行業(yè)關注的焦點。隨著新能源汽車續(xù)航里程要求的不斷提升,硅基負極在動力電池中的應用正加速推進。寧德時代麒麟電池、特斯拉4680電池等高端產(chǎn)品已開始采用硅碳負極,顯著提升了電池的能量密度和續(xù)航能力。根據(jù)中信證券預測,未來3-4年(2024-2028年)硅碳負極的出貨量增長主要由消費電子及電動車貢獻,其他領域包括像低空經(jīng)濟、人形機器人等新興市場也將貢獻增量,在滲透率、摻混量顯著提升,單位價格下降的假設下,預計2028年全球硅基負極材料(純品)用量將達到約9萬噸(對應市場空間228億元)其中動力電池用量約7.8萬噸(對應市場空間192億元)。
不過,需要注意的是,當前硅基負極材料從“潛力材料”向“規(guī);瘧谩鞭D(zhuǎn)型的過程中也仍面臨著技術穩(wěn)定性等方面挑戰(zhàn),需要產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新,共同推動其產(chǎn)業(yè)化進程。
中國銀河(601881)證券表示,硅基材料被視為新一代鋰電負極材料,其商業(yè)化瓶頸主要在于體積膨脹問題,硅材料作為鋰電池負極在循環(huán)過程中體積膨脹率高達300%,產(chǎn)生的內(nèi)應力將造成材料結構的坍塌,加速SEI膜的產(chǎn)生,導致電池容量的降低和循環(huán)壽命的減少。
中信期貨也表示,硅是作為負極材料的優(yōu)質(zhì)材料,但是硅在脫嵌鋰后體積膨脹率過高、其反復膨脹收縮導致硅顆粒粉化、開裂導致其失去作用。以傳統(tǒng)硅碳負極為例,其循環(huán)壽命僅為300-500次,然而傳統(tǒng)石墨負極可以達到1500次以上。目前的研發(fā)技術是以納米硅和碳材料復合合成硅碳負極。相較于傳統(tǒng)石墨負極,硅碳負極以犧牲極大的理論比容量的方式來避免目前硅膨脹帶來循環(huán)壽命過短的問題。
多家上市公司已深度布局
根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2025年中國負極材料行業(yè)市場前景預測研究報告》,受益于國內(nèi)外新能源汽車等終端市場增長拉動,我國鋰電池相關行業(yè)發(fā)展快速,負極材料市場需求增大,同時硅基、硬碳等新型負極材料進入產(chǎn)業(yè)化階段。
2025年上半年,中國鋰電負極材料出貨量129萬噸,同比增長37%。其中,貝特瑞、杉杉股份(600884)、中科電氣(300035)、尚太科技(001301)、璞泰來(603659)、道氏技術(300409)等公司出貨量居前,貝特瑞更是以26萬噸的出貨量高居榜首。
就硅基負極材料領域而言,上述公司均已深入布局。
舉例來看,貝特瑞依托于產(chǎn)品創(chuàng)新能力,在國內(nèi)最早實現(xiàn)硅基負極規(guī);慨a(chǎn),出貨量保持行業(yè)領先,CVD硅碳產(chǎn)品獲全球多家主流動力客戶認可。2025年7月,公司針對硅基負極應用中的材料分散不均、熱穩(wěn)定性等問題,正式發(fā)布行業(yè)首創(chuàng)S+i石墨長續(xù)航負極材料解決方案,將加速高能量密度硅基負極材料的商業(yè)化進程。
杉杉股份硅基負極產(chǎn)品技術和產(chǎn)業(yè)化進程保持領先:硅氧產(chǎn)品已批量供應海外頭部客戶并實現(xiàn)裝車,同時成功突破第二代硅氧材料低溫循環(huán)技術瓶頸,相關技術已獲得美國、日本專利授權并批量供應海外頭部電動工具廠商;自主研發(fā)的均相沉積技術顯著提升硅碳材料循環(huán)穩(wěn)定性與倍率性能,高壓實、長循環(huán)硅碳負極產(chǎn)品實現(xiàn)量產(chǎn),已完成球形硅碳原料多孔碳自主合成技術和匹配高硅體系的石墨材料開發(fā),寧波硅基負極生產(chǎn)基地部分產(chǎn)能已投產(chǎn)。
中科電氣鋰電負極業(yè)務針對硅基負極(包括面向固態(tài)電池的硅碳負極)有持續(xù)投入,目前已建設完成中試產(chǎn)線,且有產(chǎn)品進入多家客戶測評和平臺開發(fā)階段,能量密度較傳統(tǒng)石墨負極有較大提升,準備進入量產(chǎn)導入階段。
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