中國粉體網(wǎng)訊  目前，新能源汽車廠商均采用人造石墨作為鋰電池負極材料，但石墨類負極在鋰電池中的理論比容量只有372mAh/g，商業(yè)化高端石墨材料的實際比容量為360～365mAh/g。鋰離子電池走到今天，能量密度可以說是走到了盡頭，過去10年能量密度可以說是從牙縫里擠出來的：減薄基材、增加壓實密度、增加工作電壓、提高石墨的首效等。但是這些手段是有邊界的，現(xiàn)在都到了他們的天花板，無奈之下，大家又想起了硅。硅基負極材料以其十倍于石墨類負極、高達4200mAh/g的克容量，成為理想的動力電池升級的材料突破點。

需求端

2017年我國硅基負極材料出貨量僅為0.16萬噸；2020年出貨量達到0.6萬噸；而在剛過去的2021年，更是單月出貨量接近1000噸。在對能量密度要求逐步提升的行業(yè)背景下，硅基負極材料逐步成為產(chǎn)業(yè)關注焦點。

2017–2021年硅基負極材料出貨量（公開資料整理）

高速增長背后，一方面，來自于電動工具、智能家居鋰電池市場需求旺盛，疊加國際電動工具巨頭、跨境電商等鋰電池供應向國內轉移，高容量、高倍率鋰電池需求增加帶動國內硅基負極需求起量。

另一方面，源于動力電池的穩(wěn)定增長，尤其即將到來的4680電池將成為吹動市場的暖風。2022年4月8日，在德州超級工廠Cyber Rodeo盛大開幕活動之后，特斯拉正式交付了該工廠生產(chǎn)的首批采用4680電池的Model Y量產(chǎn)車。

首批Model Y量產(chǎn)車交付（來源：特斯拉）

據(jù)了解，每輛Model Y大約需要1000個4680電池，為了百萬級的汽車交付目標，特斯拉除了自制電池之外，外購必不可少。這一背景下，國內外頭部鋰電池供應商正加速推進4680電池產(chǎn)線建設，多廠商跟進，大圓柱電池將成為硅基負極增長爆發(fā)點。

供給端

國外硅基負極廠商主要有日本昭和電工材料、信越化學，韓國大洲電子，美國Amprius、Group14、Sila Nano、Enevate，加拿大NEO Battery，以色列StoreDot等。

日本昭和電工于2019年收購了“日立御三家”之一的日立化成，合并自己的硅基負極業(yè)務成立了昭和電工材料株式會社，客戶主要為日本松下和特斯拉。

韓國大洲通過在三維納米結構中均勻控制硅微粒和硅酸鹽納米顆粒，得到硅復合氧化物，然后加入到現(xiàn)有碳基負極材料中（5~25wt%），將負極容量從350mAh/g大幅提升至400~600mAh/g，產(chǎn)品品牌為DMSO，包含DMSO Hxx和DMSO HCE 8516兩個系列。

DMSO硅基負極產(chǎn)品參數(shù)（來源：韓國大洲）

美國Amprius以其100％硅納米線技術聞名，2022年1月18日，Amprius（南京）有限公司2萬噸新型硅負極材料生產(chǎn)基地項目在安徽省合肥廬江高新區(qū)正式簽約并破土動工。生產(chǎn)基地將分三期建設完成，總投資約20億元，首期建設工程預計在2022年下半年完成并投產(chǎn)運行。

美國Group14的旗艦產(chǎn)品為硅碳復合負極材料SCC55™，該產(chǎn)品于2021年4月開始商業(yè)化生產(chǎn)。目前，Group14在華盛頓有一家BAM工廠，年產(chǎn)量120噸；正計劃在華盛頓再建設1家BAM工廠；此外，在韓國規(guī)劃了1家BAM工廠，總計每年將生產(chǎn)12000噸或更多的SCC55™。

SCC55™（來源：Group14）

美國Sila Nano的硅負極材料與市場所熟知的、將部分石墨替換為硅的硅基電池不同，其目標為全硅負極材料。近日，梅賽德斯-奔馳與Sila Nano達成合作，從2025年開始，梅賽德斯-奔馳將在其G-Class電動車上搭載硅基負極高能量密度電池，該電池將由寧德時代供貨，而負極材料供貨商正是Sila Nano。

加拿大NEO Battery專注于通過專有的納米涂層開發(fā)電動汽車鋰離子電池硅負極材料NBMSiDE。2021年，NEO推出NBMSiDE-P100、NBMSiDE-P200和NBMSiDE-C100三種變體，并計劃于2022年底實現(xiàn)半商業(yè)規(guī)模生產(chǎn)，規(guī)劃產(chǎn)能為2000噸/年。

NBMSiDE-P100、NBMSiDE-P200和NBMSiDE-C100（來源：NEO Battery）

以色列StoreDot設計的以硅為主陽極的電池“XFC-Flash Battery”，以其快速充電能力而著稱。第一批開發(fā)樣品于2021年年初向潛在合作伙伴展示，然后在2021年5月與中國電池制造商EVE Energy簽署了戰(zhàn)略框架協(xié)議--目標是到2024年實現(xiàn)批量生產(chǎn)。

國內真正實現(xiàn)硅基負極量產(chǎn)及批量供貨的企業(yè)只有杉杉股份、貝特瑞。其他公司處于布局、研發(fā)、或中試階段。

貝特瑞硅基負極現(xiàn)有產(chǎn)能滿產(chǎn)滿銷。新建4萬噸硅基負極材料項目，一期1.5萬噸將于2023年12月底前建成投產(chǎn)；2028年前4萬噸產(chǎn)能全面達產(chǎn)。

杉杉股份已率先實現(xiàn)批量供貨，在快充消費類產(chǎn)品市場保持領先。最新一代快充類產(chǎn)品（3C、5C）已經(jīng)在全球主流消費類企業(yè)試產(chǎn)，預計2022年全面導入；在動力電池應用領域也已通過主流車企的多輪評測，預計明年可批量出貨。

璞泰來目前已完成第二代硅碳負極產(chǎn)品研發(fā)，且具備了產(chǎn)業(yè)化條件，計劃產(chǎn)能1000噸，預計2022年底量產(chǎn)；此外，還在溧陽建立了氧化亞硅中試線。

石大勝華一期1000噸硅基負極已經(jīng)進入試生產(chǎn)階段，預計今年下半年批量出貨。5月5日，公司公告，擬投資建設3萬噸/年硅基負極項目，該項目預計2024年4月投產(chǎn)，加上此前規(guī)劃的2萬噸硅基負極項目，全部達產(chǎn)后，公司硅基負極產(chǎn)能將達到5萬噸/年。

硅寶科技的硅碳負極材料已通過數(shù)家電池廠商測評并實現(xiàn)小批量供貨，已得到部分電池廠商認可，未來可放量合作；規(guī)劃建設的1萬噸/年硅碳負極材料項目正在進行相關手續(xù)辦理，規(guī)劃廠房也在設計中。

翔豐華在硅碳和硅氧負極方面均有研發(fā)。硅碳負極材料產(chǎn)品處于中試階段，并已具備產(chǎn)業(yè)化條件；硅氧負極材料目前處于中試階段。

量產(chǎn)瓶頸

目前，硅基負極大規(guī)模量產(chǎn)仍然面臨幾大瓶頸：

（1）硅基負極仍然存在硅易體積膨脹、導電性差、首次充放電損耗大等問題；

（2）硅基負極仍處于產(chǎn)業(yè)化初期階段，產(chǎn)能規(guī)模小、價格高昂，缺乏性價比優(yōu)勢；

（3）硅基負極復合摻雜比例小，增量空間有限，工藝技術尚待突破。

歷經(jīng)蟄伏，2023年將迎爆發(fā)

前幾年對高能量密度動力電池，政策補貼大力支持，硅基負極市場向好發(fā)展。這兩年政策補貼大幅滑坡，上下游產(chǎn)業(yè)降本和市場競爭更加慘烈，前景無限美好的硅基負極市場需求一度陷入萎靡不振。

當前硅基負極主要應用在消費電子、電動工具等領域，而蘊藏更大增量空間的是動力電池領域。2021年全球動力電池裝機量296.8GWh，而根據(jù)韓國調研機構SNE Research的預測，2023年這一數(shù)據(jù)將達到663GWh。受動力電池市場增長帶動，尤其是4680大圓柱電池的放量，硅基負極需求將進一步增加，預計2023年硅基負極材料會有規(guī)模級產(chǎn)能釋放。

參考資料：中國粉體網(wǎng)、財聯(lián)社、高工鋰電、電池百人會-電池網(wǎng) 

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/長安）

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