2023硅碳负极材料的应用与发展方向

硅是半导体结构材料，为了提供锂离子在硅电极材料中的扩散速度，就需要提高硅材料的导电性能，目前产业中所选择的就是成熟的碳材料。利用不同形态的碳材料来复合硅进行改性处理，使其构成均匀的导电网络结构，形成导电性好、附着性好、化学稳定性高的硅碳负极材料。

新能源汽车销量不断增长的同时，新能汽车等大型器件对锂离子电池提出更高倍率的充放电等要求，而目前使用的正负极材料越来越不能满足上述需求。为了提升锂离子电池的性能，先提高负极的电化学性能无疑是最方便最有效率的。硅具有较大的理论比容量(4200mA h/g)，比石墨类负极材料的比容量(372mA h/g)高一个数量级和较低的嵌锂电位。硅与电解液反应活性低，在地壳中储量丰富，价格低廉，是新一代锂离子电池负极材料的理想选择。

目前，天然石墨、人造石墨是主流的负极材料技术路线，硅基等新型负极材料的应用也日趋广泛。从技术上来讲，石墨负极体系向硅基负极体系升级是重要方向。硅碳负极材料的比容量可以达到天然石墨电极、人工石墨电极的数倍，其在锂电池中应用将大幅提升能量密度上限，2021年硅碳负极材料行业市场规模达到27.09亿元，同比增长140%。

锂电负极材料未来应用市场空间

资料显示，以硅碳负极和硅氧负极为主的硅基负极材料的理论比容量，是石墨类负极材料的10倍以上。跟着特斯拉的步伐，宁德时代、比亚迪等中国企业也踏上了研发硅基负极材料之路，同时也通过投资加紧布局。

在全球锂电池业受益汽车电动化发展迅猛，带动锂电负极材料需求高速增长的背景下，硅碳负极未来市场空间十分巨大，近年来硅碳负极材料的缺口越来越大，市场的需求量旺盛，2021年硅碳负极材料行业市场饱和度为71.5%，未来纷纷进入该领域，同时现有企业扩大产能，将会有效满足市场的需求。

根据中研普华研究院《2022-2027年硅碳负极材料行业市场深度分析及发展研究报告》显示：

目前，锂电池主要应用于动力电池，消费电池与储能电池。随着下游动力电池行业对高能量密度负极材料需求的增长，硅基负极材料出货量也在飞速增长。

2025年全球硅基负极出货量有望达到14.9万吨，在负极材料中的渗透率将达到5.4%。按照头豹研究院的预测，全球硅基负极材料市场规模将从2021年不到50亿元，增长至2026年的264亿元。

除了产能，制约硅碳负极大规模商业化的因素，还有成本、电极膨胀率、循环性能及首次充放电效率等。

此前据高工锂电统计，硅碳负极材料价格超过12万元/吨，远高于石墨负极材料。不过据中金测算，该价格下硅碳负极毛利率或已经超过50%，也有相当的空间向下游让利以提升渗透率。随着产品规模扩大，其成本也有望进一步降低。

在充放电过程中，由于首次充放电效率低，再加上电极膨胀率较高，因而循环次数并不高，导致产品使用寿命变短。这些技术问题，仍需一定的时间来解决。

2023年2月，有科研人员在国际期刊发布的硅负极固态电池相关最新研究成果显示，通过设计高度适配的固态电解质，可显著提升硅负极首次库仑效率，为解决硅负极稳定性提供创新性解决方案。

锂电池厂商装机增速放缓已成定局

今年一季度，动力电池的景气度从产量、销量和装机量三个维度来看，虽然整体不振，增速下滑严重，3 月的产装增速从去年同期的 250% 和 138% 左右降至如今 30% 以下，但是总体还是呈现一路环比递增的蓄势趋势，为之后的终端新能源汽车的销量旺季做准备。

一季度整体来看，动力电池实现产量 130GWh，同比累计增长 26.3%;销量为 108.5GWh，同比累计增长 66.8%;装机量达到 65.9GWh，同比累计增长 28.4%。分开来看，今年一月、二月和三月的动力电池产量分别为 28.2GWh、41.5GWh 和 51.2GWh，其中最新三月的同比增长 26.7%，环比增长 23.5%;三个月的装机量分别达到 16.1GWh、21.9GHh 和 27.8GWh，三月的同比增长率达到 29.7%，环比提高到 26.7%。

此外，出口方面，一季度动力电池出口达到 25.8GWh，其中三元锂电池占比 72.6%，出口量达到 18.7GWh，磷酸铁锂电池占比 27.2%，出口量达到 7GWh。

完全拆分来看，磷酸铁锂电池在今年一季度中的三个月持续占有优势，在国内的产量和装机量方面占比均超过 50% 以上，分别达到 18.3GWh/10.7GWh、26.8GWh/15.2GWh 和 32.9 GWh / 19GWh，一季度累计产量同比增长 33.4%，累计装机量同比增长 50.5%，占比总体达到 68.2%;而三元锂电池的产量和装机量三个月分别为 9.8GWh/5.4GWh、14.6GWh/6.7GWh 和 18.2 GWh /8.7 GWh，一季度累计产量同比增长 15.1%，累计装机量同比不增反减至 -2.2%，占比总体达到 31.7%。

磷酸铁锂电池的优势地位的维持与其成本相较三元锂电池的大幅度下滑不无关系。电池级碳酸锂从去年 11 月中旬至今不到五个月的时间里，其单吨价格已经下滑了 40 万元左右，而一吨磷酸铁锂正极材料的碳酸锂需求量在 0.28 吨左右，一吨三元正极材料需的碳酸锂需求量更大，在 0.42 吨左右。在电芯的电解液、隔膜和负极材料都不变的情况下，理论上磷酸铁锂电池的正极材料单吨成本下降了 11.2 万元左右，三元锂电池的正极材料单吨成本下降了 16.8 万元左右。

目前来看，磷酸铁锂电池和三元锂电池成本的下降已经明显体现到具体报价上，动力型磷酸铁锂正极材料最新的报价平均价已经来到 8.5 万元 / 吨，距离 2022 年 11 月中旬的最高点 17.4 万元 / 吨，已经下降了 54%。

而三元锂电池的正极材料则在降幅和价格绝对值上明显都略逊一筹，三元材料(523)价格从 34 万元 / 吨跌至现在的 24 万元 / 吨，三元材料(622 动力型)价格从 37.25 万元 / 吨跌至现在的 26.5 万元 / 吨，三元材料(811) 从高价位 39.5 万元 / 吨跌至目前的 29 万元 / 吨 ，跌幅都处于 30% 以下，可见，磷酸铁锂的性价比优势地位仍能保持。

《2022-2027年硅碳负极材料行业市场深度分析及发展研究报告》由中研普华研究院撰写，本报告对该行业的供需状况、发展现状、行业发展变化等进行了分析，重点分析了行业的发展现状、如何面对行业的发展挑战、行业的发展建议、行业竞争力，以及行业的投资分析和趋势预测等等。报告还综合了行业的整体发展动态，对行业在产品方面提供了参考建议和具体解决办法。