2023硅碳負極材料的應用與發展方向

• 黃江 2023年10月31日 來源：新浪 888 55
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目前，天然石墨、人造石墨是主流的負極材料技術路線，硅基等新型負極材料的應用也日趨廣泛。從技術上來講，石墨負極體系向硅基負極體系升級是重要方向。硅碳負極材料的比容量可以達到天然石墨電極、人工石墨電極的數倍，其在鋰電池中應用將大幅提升能量密度上限，2021年

硅是半導體結構材料，為了提供鋰離子在硅電極材料中的擴散速度，就需要提高硅材料的導電性能，目前產業中所選擇的就是成熟的碳材料。利用不同形態的碳材料來復合硅進行改性處理，使其構成均勻的導電網絡結構，形成導電性好、附著性好、化學穩定性高的硅碳負極材料。

新能源汽車銷量不斷增長的同時，新能汽車等大型器件對鋰離子電池提出更高倍率的充放電等要求，而目前使用的正負極材料越來越不能滿足上述需求。為了提升鋰離子電池的性能，先提高負極的電化學性能無疑是最方便最有效率的。硅具有較大的理論比容量(4200mA h/g)，比石墨類負極材料的比容量(372mA h/g)高一個數量級和較低的嵌鋰電位。硅與電解液反應活性低，在地殼中儲量豐富，價格低廉，是新一代鋰離子電池負極材料的理想選擇。

目前，天然石墨、人造石墨是主流的負極材料技術路線，硅基等新型負極材料的應用也日趨廣泛。從技術上來講，石墨負極體系向硅基負極體系升級是重要方向。硅碳負極材料的比容量可以達到天然石墨電極、人工石墨電極的數倍，其在鋰電池中應用將大幅提升能量密度上限，2021年硅碳負極材料行業市場規模達到27.09億元，同比增長140%。

鋰電負極材料未來應用市場空間

資料顯示，以硅碳負極和硅氧負極為主的硅基負極材料的理論比容量，是石墨類負極材料的10倍以上。跟著特斯拉的步伐，寧德時代、比亞迪等中國企業也踏上了研發硅基負極材料之路，同時也通過投資加緊布局。

在全球鋰電池業受益汽車電動化發展迅猛，帶動鋰電負極材料需求高速增長的背景下，硅碳負極未來市場空間十分巨大，近年來硅碳負極材料的缺口越來越大，市場的需求量旺盛，2021年硅碳負極材料行業市場飽和度為71.5%，未來紛紛進入該領域，同時現有企業擴大產能，將會有效滿足市場的需求。

根據中研普華研究院《2022-2027年硅碳負極材料行業市場深度分析及發展研究報告》顯示：

目前，鋰電池主要應用于動力電池，消費電池與儲能電池。隨著下游動力電池行業對高能量密度負極材料需求的增長，硅基負極材料出貨量也在飛速增長。

2025年全球硅基負極出貨量有望達到14.9萬噸，在負極材料中的滲透率將達到5.4%。按照頭豹研究院的預測，全球硅基負極材料市場規模將從2021年不到50億元，增長至2026年的264億元。

除了產能，制約硅碳負極大規模商業化的因素，還有成本、電極膨脹率、循環性能及首次充放電效率等。

此前據高工鋰電統計，硅碳負極材料價格超過12萬元/噸，遠高于石墨負極材料。不過據中金測算，該價格下硅碳負極毛利率或已經超過50%，也有相當的空間向下游讓利以提升滲透率。隨著產品規模擴大，其成本也有望進一步降低。

在充放電過程中，由于首次充放電效率低，再加上電極膨脹率較高，因而循環次數并不高，導致產品使用壽命變短。這些技術問題，仍需一定的時間來解決。

2023年2月，有科研人員在國際期刊發布的硅負極固態電池相關最新研究成果顯示，通過設計高度適配的固態電解質，可顯著提升硅負極首次庫侖效率，為解決硅負極穩定性提供創新性解決方案。

鋰電池廠商裝機增速放緩已成定局

今年一季度，動力電池的景氣度從產量、銷量和裝機量三個維度來看，雖然整體不振，增速下滑嚴重，3 月的產裝增速從去年同期的 250% 和 138% 左右降至如今 30% 以下，但是總體還是呈現一路環比遞增的蓄勢趨勢，為之后的終端新能源汽車的銷量旺季做準備。

一季度整體來看，動力電池實現產量 130GWh，同比累計增長 26.3%;銷量為 108.5GWh，同比累計增長 66.8%;裝機量達到 65.9GWh，同比累計增長 28.4%。分開來看，今年一月、二月和三月的動力電池產量分別為 28.2GWh、41.5GWh 和 51.2GWh，其中最新三月的同比增長 26.7%，環比增長 23.5%;三個月的裝機量分別達到 16.1GWh、21.9GHh 和 27.8GWh，三月的同比增長率達到 29.7%，環比提高到 26.7%。

此外，出口方面，一季度動力電池出口達到 25.8GWh，其中三元鋰電池占比 72.6%，出口量達到 18.7GWh，磷酸鐵鋰電池占比 27.2%，出口量達到 7GWh。

完全拆分來看，磷酸鐵鋰電池在今年一季度中的三個月持續占有優勢，在國內的產量和裝機量方面占比均超過 50% 以上，分別達到 18.3GWh/10.7GWh、26.8GWh/15.2GWh 和 32.9 GWh / 19GWh，一季度累計產量同比增長 33.4%，累計裝機量同比增長 50.5%，占比總體達到 68.2%;而三元鋰電池的產量和裝機量三個月分別為 9.8GWh/5.4GWh、14.6GWh/6.7GWh 和 18.2 GWh /8.7 GWh，一季度累計產量同比增長 15.1%，累計裝機量同比不增反減至 -2.2%，占比總體達到 31.7%。

磷酸鐵鋰電池的優勢地位的維持與其成本相較三元鋰電池的大幅度下滑不無關系。電池級碳酸鋰從去年 11 月中旬至今不到五個月的時間里，其單噸價格已經下滑了 40 萬元左右，而一噸磷酸鐵鋰正極材料的碳酸鋰需求量在 0.28 噸左右，一噸三元正極材料需的碳酸鋰需求量更大，在 0.42 噸左右。在電芯的電解液、隔膜和負極材料都不變的情況下，理論上磷酸鐵鋰電池的正極材料單噸成本下降了 11.2 萬元左右，三元鋰電池的正極材料單噸成本下降了 16.8 萬元左右。

目前來看，磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池成本的下降已經明顯體現到具體報價上，動力型磷酸鐵鋰正極材料最新的報價平均價已經來到 8.5 萬元 / 噸，距離 2022 年 11 月中旬的最高點 17.4 萬元 / 噸，已經下降了 54%。

而三元鋰電池的正極材料則在降幅和價格絕對值上明顯都略遜一籌，三元材料(523)價格從 34 萬元 / 噸跌至現在的 24 萬元 / 噸，三元材料(622 動力型)價格從 37.25 萬元 / 噸跌至現在的 26.5 萬元 / 噸，三元材料(811) 從高價位 39.5 萬元 / 噸跌至目前的 29 萬元 / 噸 ，跌幅都處于 30% 以下，可見，磷酸鐵鋰的性價比優勢地位仍能保持。

《2022-2027年硅碳負極材料行業市場深度分析及發展研究報告》由中研普華研究院撰寫，本報告對該行業的供需狀況、發展現狀、行業發展變化等進行了分析，重點分析了行業的發展現狀、如何面對行業的發展挑戰、行業的發展建議、行業競爭力，以及行業的投資分析和趨勢預測等等。報告還綜合了行業的整體發展動態，對行業在產品方面提供了參考建議和具體解決辦法。

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  2022-2027年硅碳負極材料行業市場深度分析及發展研究報告

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