2023硅碳負極材料行業(yè)市場研究報告

• 吳澳燕 2023年6月15日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 488 26
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硅碳負極材料是指將硅材料與不同結(jié)構(gòu)的碳材料摻雜，以此顯著提高負極材料的容量和電化學(xué)性能的材料。由于硅是半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)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(dǎo)電性能，目前產(chǎn)業(yè)中所選擇的就是成熟的碳材料。利用不同形態(tài)的碳材料來復(fù)合硅

硅碳負極材料的定義

硅碳負極材料是指將硅材料與不同結(jié)構(gòu)的碳材料摻雜，以此顯著提高負極材料的容量和電化學(xué)性能的材料。

由于硅是半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)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(dǎo)電性能，目前產(chǎn)業(yè)中所選擇的就是成熟的碳材料。利用不同形態(tài)的碳材料來復(fù)合硅進行改性處理，使其構(gòu)成均勻的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，形成導(dǎo)電性好、附著性好、化學(xué)穩(wěn)定性高的硅碳負極材料。

硅碳負極材料行業(yè)發(fā)展歷程

按硅和碳的復(fù)合方式劃分，硅碳負極主要包括包覆型、嵌入型和復(fù)合型這三種類型。其中，嵌入型硅碳負極由于生產(chǎn)工藝和石墨負極工藝較為類似，最先實現(xiàn)商業(yè)化。

早在20世紀90年代，索尼、松下等海外企業(yè)就開始對硅碳負極進行研究及產(chǎn)業(yè)化，但受制于產(chǎn)品價格、首次效率、循環(huán)穩(wěn)定性等原因，硅碳負極應(yīng)用場景仍受到一定限制。

目前已經(jīng)商業(yè)化的硅碳負極主要應(yīng)用于消費電子、電動工具等對成本敏感度相對不高的領(lǐng)域，在動力電池領(lǐng)域滲透率則相對較低。相比于石墨負極材料，我國硅碳負極材料的實際應(yīng)用還比較小眾，市場總體產(chǎn)量較小。

硅碳負極材料行業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀

硅碳負極材料的終端應(yīng)用包括動力電池、消費電池及儲能電池市場。

動力電池方面，隨著全球能源危機和環(huán)境污染問題日益突出，發(fā)展低碳環(huán)保的新能源汽車已經(jīng)成為廣泛共識，新能源汽車產(chǎn)業(yè)已經(jīng)取代消費電子時候成為鋰電池硅碳負極材料行業(yè)的第一大終端市場。

消費電池方面，傳統(tǒng)3C類產(chǎn)品在經(jīng)歷過發(fā)展的黃金期后，智能手機增速放緩，但主流終端手機對內(nèi)置電池和軟包聚合物電池的應(yīng)用促使對高性能負極材料的需求增加，同時，2018年出現(xiàn)的VR眼鏡、無人機、可穿戴設(shè)備等新興產(chǎn)業(yè)增加了對消費鋰電池的需求，作為鋰電池材料主要研發(fā)趨勢的硅碳負極材料需求也將呈上升的趨勢。

儲能電池方面，儲能市場處于快速增長時期，后續(xù)的使用量將不斷加大。隨著鋰電池成本的不斷降低，目前最具開發(fā)潛力的主要是風(fēng)光電場、商業(yè)化削峰填谷電力項目、傳統(tǒng)電廠和微電網(wǎng)等下游市場，下游需求的爆發(fā)式增長，使得儲能的商業(yè)化應(yīng)用更加迫切。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2022-2027年硅碳負極材料行業(yè)市場深度分析及發(fā)展研究報告》顯示：

目前商業(yè)化應(yīng)用最為廣泛的負極材料石墨的實際比容量已接近理論比容量極限，提升空間已十分有限。而硅基負極具有能量密度高(理論比容量高達4200 mAh/g，約為石墨負極的10倍)、原料分布廣泛、放電平臺合適等明顯優(yōu)勢。、

隨著生產(chǎn)工藝及配套產(chǎn)業(yè)鏈的日趨成熟與完善，特斯拉、寧德時代等企業(yè)相繼開始量產(chǎn)使用硅碳負極的動力電池產(chǎn)品，部分負極企業(yè)也開始投資建設(shè)硅碳負極產(chǎn)線。2022年硅碳負極在產(chǎn)業(yè)化上有望實現(xiàn)較大跨越，但受多重因素影響，行業(yè)進入壁壘依然較高。

硅碳負極材料行業(yè)供需格局

隨著新能源汽車的蓬勃發(fā)展，核心部件動力電池對高能量密度的需求越來越高。材料體系的升級未來仍有較大空間。正極比容量不斷提升對負極比容量提出了更高的要求，硅基負極相比石墨負極具有更高的比容量，有望成為理想的下一代負極。

從產(chǎn)業(yè)來看，硅碳負極材料在國內(nèi)的發(fā)展處于初期階段，不少企業(yè)已布局生產(chǎn)線，進行小批量生產(chǎn)。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2020年國內(nèi)的硅碳負極材料出貨量為0.9萬噸，占總負極材料出貨量的比例約2%。

硅基負極最早應(yīng)用于電動工具和消費領(lǐng)域，我國硅基負極出貨量由2015年的0.03萬噸增長至2020年的0.6萬噸，年復(fù)合增速達到了82%。近年特斯拉、蔚來汽車、廣汽集團、奔馳等都表示最新車型使用含硅電池，動力電池的需求爆發(fā)將逐漸打開硅基負極的市場空間。該行預(yù)計硅基負極材料比例將逐年提升，2025年將達23.1萬噸。

在全球鋰電池業(yè)受益汽車電動化發(fā)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(yè)市場飽和度為71.5%，未來紛紛進入該領(lǐng)域，同時現(xiàn)有企業(yè)擴大產(chǎn)能，將會有效滿足市場的需求。

硅碳負極材料行業(yè)發(fā)展預(yù)測

硅碳負極材料的原材料為石墨、石墨烯等碳材料，單質(zhì)硅、納米硅粒等硅材料。若硅碳負極材料實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，對原材料需求將會增加。此外，鋰離子電池作為硅碳負極材料的終端應(yīng)用領(lǐng)域，其需求增加將提升硅碳負極材料的應(yīng)用潛力。

硅碳負極需求的快速增長，除對硅碳負極生產(chǎn)企業(yè)形成利好外，有望同步帶動其配套材料需求提升。其中，納米硅粉、補鋰劑、硅碳負極粘結(jié)劑、碳納米管導(dǎo)電劑和新型鋰電池電解液添加劑的需求催化將較為顯著。

相較于石墨負極，硅碳負極進入壁壘仍然較高。因為量產(chǎn)較為困難，且需要與下游電池生產(chǎn)商使用的電解液、正極材料、粘結(jié)劑等進行產(chǎn)業(yè)鏈配套，硅碳負極客戶通常有著較高的粘性，所以跨界布局的企業(yè)仍相對較少，未來行業(yè)競爭格局或相對有序。

硅碳負極材料作為理想的下一代負極材料，可以有效提升電池能量密度。2021年以來，硅碳負極材料的技術(shù)發(fā)展步伐加快。據(jù)高工鋰電預(yù)計，硅碳負極材料市場將于2023年大幅放量，至2025年之前保持70%的年均復(fù)合增長率，屆時硅碳負極材料及與之配套的粘合劑材料將迎來需求爆發(fā)。

更多行業(yè)詳情請點擊中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2022-2027年硅碳負極材料行業(yè)市場深度分析及發(fā)展研究報告》。

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