硅表現出約為0.4v（VS.Li / Li+）的鋰化／脫鋰化電壓，低于其他大多數合金型負極，可提供較高能量密度。同時(shí)，其工作電位又略高于石墨鋰化電位，可以極大避免析鋰現象，提高循環(huán)壽命和安全性。硅氧負極材料是將純硅和二氧化硅合成一氧化硅，形成硅氧負極材料前驅體，然后經(jīng)多道復雜工序制備而成的負極材料。
硅基負極材料理論比容量約為石墨負極的10倍，具有較大的商業(yè)應用潛力。同時(shí)，硅基負極材料還具有如下優(yōu)勢：①硅在自然界儲量豐富，原材料及制備成本相對較低；②硅在鋰嵌入后會(huì )形成含鋰量很高的合金，并且硅能從各個(gè)方向提供鋰離子嵌入和脫出的通道，有利于提升電池快充性能；③工作電位適中（0.3—0.4VvsLi/Li+），略高于石墨（0.2V），較好地解決了析鋰難題，保障了安全性能。
二、行業(yè)發(fā)展現狀
1、市場(chǎng)規模
得益于動(dòng)力電池、消費電池市場(chǎng)需求的驅動(dòng)，以及緊平衡下硅基材料價(jià)格的上漲，硅基負極材料市場(chǎng)將呈現量?jì)r(jià)齊升的局面，我國硅基負極材料行業(yè)市場(chǎng)規模進(jìn)入爆發(fā)式增長(cháng)。2019-2023年，行業(yè)市場(chǎng)規模從3.71億元增長(cháng)至76.38億元，復合增長(cháng)率達到83.12%。
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2、供應規模
隨著(zhù)硅基負極逐漸接替石墨作為電池負極的重要材料，以及硅基負極材料在技術(shù)、成本方面的進(jìn)一步突破，硅基負極逐步走向產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展趨勢。近年來(lái)，硅基負極增速不斷提升，有望成為重要的負極材料之一。根據GGII統計，2019至2023年我國硅基負極出貨量分別為0.37/0.6/1.1/3.1/5.82萬(wàn)噸。
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3、需求規模
隨著(zhù)新能源汽車(chē)市場(chǎng)快速發(fā)展，基于對鋰電池的高能量密度、快充性能需求，鋰電池負極材料正在加速向硅基負極滲透。2019-2023年，硅基負極材料銷(xiāo)量從0.35萬(wàn)噸增加到5.46萬(wàn)噸。
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三、行業(yè)細分市場(chǎng)
1、動(dòng)力鋰電池領(lǐng)域
近年來(lái)，隨著(zhù)新能源汽車(chē)市場(chǎng)快速發(fā)展，基于對鋰電池的高能量密度、快充性能需求，鋰電池負極材料正在加速向硅基負極滲透。硅基負極在動(dòng)力電池領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程提速，推動(dòng)硅基負極材料在動(dòng)力電池領(lǐng)域市場(chǎng)規模爆發(fā)式增長(cháng)，2019-2023年，行業(yè)市場(chǎng)規模從2.52億元增長(cháng)至51.95億元。未來(lái)硅基負極材料將成為動(dòng)力鋰電池發(fā)展趨勢，硅基負極材料正逐步走向產(chǎn)業(yè)化。
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2、消費鋰電池領(lǐng)域
消費鋰電池也是硅基負極材料主要應用方向，近年來(lái)，隨著(zhù)應用增加，硅基負極材料在消費鋰電池領(lǐng)域保持快速增長(cháng)，2019-2031年，市場(chǎng)規模從0.87億元增長(cháng)至14.46億元。雖然全球經(jīng)濟增長(cháng)不及預期影響，傳統3C消費類(lèi)數碼市場(chǎng)（含電動(dòng)工具類(lèi)、軟包數碼等領(lǐng)域等）出現不同幅度降幅。但小動(dòng)力市場(chǎng)（含鋰電二輪車(chē)、叉車(chē)以及工程機械等）有的小幅增長(cháng)，預計未來(lái)消費鋰電池領(lǐng)域將有較大增長(cháng)空間。
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3、儲能鋰電池領(lǐng)域
在風(fēng)電、光伏裝機量持續增長(cháng)與5G基站建設加快的背景下，儲能鋰電池需求快速增長(cháng)。2021-2023年，儲能電池行業(yè)出現沖量現象，帶動(dòng)儲能鋰電池出貨量增長(cháng)。從市場(chǎng)規模來(lái)看，受益于儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，硅基負極材料在儲能鋰電池領(lǐng)域的應用不斷增加，市場(chǎng)規模從0.32億元增長(cháng)至9.97億元。
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四、行業(yè)競爭格局
根據觀(guān)研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國硅基負極材料行業(yè)現狀深度研究與發(fā)展前景分析報告（2024-2031年）》顯示，國內硅基負極材料行業(yè)企業(yè)大致可以分為四大類(lèi)：一是現有石墨類(lèi)負極企業(yè)，如貝特瑞、璞泰來(lái)等；二是科研院校背景的企業(yè)，如天目先導、壹金新能源等；三是電池類(lèi)企業(yè)，如寧德時(shí)代、國軒高科等；四是化工企業(yè)跨界或硅材料企業(yè)切入，如石大勝華等。
目前，硅基負極行業(yè)主要參與者如貝特瑞、杉杉股份、璞泰來(lái)、天目先導、勝華新材和國軒高科等已完成中試，正在建設大規模標準化產(chǎn)線(xiàn)；其中部分企業(yè)已對消費電子、航空航天領(lǐng)域客戶(hù)實(shí)現批量供貨。同時(shí)，翔豐華、硅寶科技、杰瑞股份、中科電氣、新安股份均已布局硅基負極材料，因此硅基負極材料產(chǎn)業(yè)仍處于加速發(fā)展中。
我國硅基負極材料行業(yè)參與者基本情況
| 公司名稱(chēng) | 硅基負極材料布局情況 |
| 貝特瑞 | 公司硅碳、硅氧負極均已批重出貨；目前擁有3000噸/年硅基負極材料產(chǎn)能，產(chǎn)品已供應松下。它的硅基負極材料已突破至第三代產(chǎn)品，提升比容里650mAh/g至1500mAbh/g,更高比容里的第四代硅碳產(chǎn)品正在開(kāi)發(fā)。2024年3月1日，負極材料領(lǐng)域，公司已投產(chǎn)產(chǎn)能為 49.5 萬(wàn)噸/年；高鎳三元材料領(lǐng)域，公司已投產(chǎn)產(chǎn)能為 6.3 萬(wàn)噸/年。2024 年，印尼年產(chǎn) 8 萬(wàn)噸負極材料項目正在建設中，高鎳三元材料整體產(chǎn)能也有望增加，同時(shí)，山西瑞君和云南貝特瑞石墨化產(chǎn)能也會(huì )陸續釋放，石墨化自供率進(jìn)一步提升。貝特瑞在調研中稱(chēng)，預計2024年公司負極材料出貨量有一定幅度的增長(cháng)；公司目前硅基負極產(chǎn)能5000噸/年，預計2025年硅基負極產(chǎn)品會(huì )逐步起量。 |
| 杉杉股份 | 杉杉股份表示，公司硅基負極材料攻克了二代硅氧產(chǎn)品的低溫長(cháng)循環(huán)難題，并在行業(yè)內首創(chuàng )了球形低膨脹新型硅碳產(chǎn)品。硅氧產(chǎn)品不僅出口實(shí)現海外裝車(chē),還通過(guò)速冷出料、流動(dòng)態(tài)除磁等新工藝突破，進(jìn)一步縮短生產(chǎn)周期。杉杉股份的硅基負極材料一體化基地項目總投資50億元，全部建成后可年產(chǎn)4萬(wàn)噸鋰電池硅基負極材料，預計年產(chǎn)值100億元。該公司表示，2023年上半年公司硅基負極產(chǎn)品不斷實(shí)現技術(shù)突破,持續獲得海內外客戶(hù)認可，實(shí)現批量供應，其中硅氧產(chǎn)品已在動(dòng)力和電動(dòng)工具市場(chǎng)實(shí)現批量應用。 |
| 璞泰來(lái) | 與中科院物理所合作量產(chǎn)硅基負極材料，硅碳試驗車(chē)間2019年投入使用，已完成第二代產(chǎn)品研發(fā)，產(chǎn)品已送樣下游客戶(hù)進(jìn)行測試和認證。另外，在溧陽(yáng)已建成硅負極材料中試線(xiàn)。公司于2023年7月設立安徽紫宸，啟動(dòng)年產(chǎn)1.2萬(wàn)噸硅基負極材料（單體）的硅基負極生產(chǎn)研發(fā)基地項目，目前該項目目前已完成項目立項并積極推進(jìn)后續工作，預計2025年開(kāi)始逐步分期投產(chǎn)。 |
| 石大勝華 | 2022年5月，石大勝華發(fā)布公告，公司擬與員工持股平臺東營(yíng)盈嘉合壹產(chǎn)業(yè)投資合伙企業(yè)(有限合伙)設立合資子公司勝華新材料科技(眉山)有限公司，投資建設3萬(wàn)噸/年硅基負極項目。 |
| 硅寶科技 | 2024年2月28日硅寶科技表示，公司5萬(wàn)噸/年鋰電池用硅碳負極材料及專(zhuān)用粘合劑項目（該項目?jì)热?建設1萬(wàn)噸/年鋰電池用硅碳負極材料、4萬(wàn)噸/年專(zhuān)用粘合劑生產(chǎn)基地、鋰電材料研發(fā)中心）已經(jīng)完成全部基建工作，目前正在進(jìn)行設備安裝，將按計劃于2024年投產(chǎn)。 |
| 深圳斯諾 | 采用si0納米化技術(shù)、碳包覆技術(shù)、歧化技術(shù)、石墨復合技術(shù)，制備碳包覆si0x/石墨復合材料，在降低Si0體積效應的同時(shí)實(shí)現能里密度和循環(huán)性能的同步提高。 |
| 天目先導 | 2022年4月，天目先導納米硅基負極項目在溧陽(yáng)高新區開(kāi)工，總投資20億元，一期項目投資10億元，用地100畝，達產(chǎn)后可年產(chǎn)5萬(wàn)噸新型納米硅基負極產(chǎn)品。 |
| 杰瑞股份 | 2023年5月5日，杰瑞股份表示，公司現在硅基負極材料方面正在進(jìn)行產(chǎn)線(xiàn)的調試，2023下半年將進(jìn)入生產(chǎn)階段。 |
| 國軒高科 | 已有0.5萬(wàn)噸/年硅碳生產(chǎn)能力，已應用于2023年批量交付的半國態(tài)電池，單體能量密度360m/kg。 |
| 翔豐華 | 硅碳處于中試階段，已得到客戶(hù)認可，具備產(chǎn)業(yè)化條件。 |
| 中科電氣 | 硅基類(lèi)負極材料目前已建設完成中試產(chǎn)線(xiàn)，快充類(lèi)負極產(chǎn)品已在客戶(hù)端批量應用。 |
| 韓國大洲 | 大洲目前生產(chǎn)的硅基負極材料為DMSO(DaeioeMetalsilicon0xide)，是世界，上首個(gè)應用于電動(dòng)汽車(chē)電池的重產(chǎn)高容里氧化硅材料，為硅納米粒子在硅氧化物矩陣中三維均勻混合的結構。 |
| 美國sileMome | 研發(fā)以硅為主要材質(zhì)的電池負極材料的初創(chuàng )公司。目前估值為33億美元。據GGII，SilaNane正在與寶馬、ATL等企業(yè)合作研發(fā)下一代電池，計劃在2024年實(shí)現量產(chǎn)。 |
| 美國安普瑞斯 | 據GGII，安普瑞斯HESO材料體系的實(shí)驗數據和理論計算表明，其能重密度可以達到400Wh/Kg或更高，具備有競爭力的生產(chǎn)成本，已于2020年開(kāi)始向市場(chǎng)批量銷(xiāo)售。 |
| 美國SolidPower | 2021年10月，公司公布了高容里硅固體電池數據:電池負極采用50%硅材料，能童密度為350Wh/kgo。 |
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