硅基負(fù)極材料應(yīng)用前景廣闊,多家上市公司已深度布局

來源: 證券之星

  硅基負(fù)極材料,這個(gè)曾經(jīng)只存在于實(shí)驗(yàn)室的“潛力材料”,正逐步從“概念”走向“規(guī)模級(jí)應(yīng)用”,開啟鋰電負(fù)極材料的全新篇章。

  根據(jù)研究機(jī)構(gòu)EVTank聯(lián)合伊維經(jīng)濟(jì)研究院最新發(fā)布的《中國(guó)硅基負(fù)極行業(yè)發(fā)展白皮書(2025年)》,2024年全球硅基負(fù)極材料出貨量已達(dá)到4萬噸,預(yù)計(jì)2025年全年將超過7萬噸,同比增長(zhǎng)76%,到2030年出貨量更是將飆升至60萬噸!栋灼分赋霎(dāng)前帶動(dòng)硅基負(fù)極材料出貨量增長(zhǎng)的主要市場(chǎng)來自于手機(jī)數(shù)碼等消費(fèi)類電池、電動(dòng)工具等高倍率圓柱電池、46為代表的大圓柱電池等,未來隨著(半)固態(tài)電池的逐步產(chǎn)業(yè)化,硅基負(fù)極材料行業(yè)將駛?cè)氚l(fā)展的快車道。

  核心優(yōu)勢(shì)顯著,應(yīng)用前景廣闊

  硅基負(fù)極材料之所以被視為理想的下一代負(fù)極材料,源于其理論比容量高達(dá)4200mAh/g,是傳統(tǒng)石墨負(fù)極材料理論比容量(372mAh/g)的10倍以上,這一特性直接決定了其在提升電池能量密度方面的巨大潛力。隨著消費(fèi)電子、新能源汽車等市場(chǎng)對(duì)高能量密度電池需求的持續(xù)增長(zhǎng),傳統(tǒng)石墨負(fù)極材料的性能瓶頸日益凸顯,而硅基負(fù)極則為突破這一瓶頸提供了可能。

  中金公司601995)指出,為適配固態(tài)電池發(fā)展,正負(fù)極材料體系加速向高能量密度方向迭代升級(jí)。負(fù)極側(cè),當(dāng)前主流石墨負(fù)極逐步轉(zhuǎn)向硅基復(fù)合材料,硅基負(fù)極目前已經(jīng)歷4代迭代,逐步解決體積膨脹、首效低等問題,終極目標(biāo)為金屬鋰負(fù)極,實(shí)現(xiàn)全電池能量密度突破。

  中信證券也指出,硅基負(fù)極材料作為理想的下一代負(fù)極材料,目前已經(jīng)在多個(gè)場(chǎng)景逐步開啟規(guī)模級(jí)應(yīng)用:消費(fèi)電池方面,各大手機(jī)廠商在推出的自家電池技術(shù)中大范圍采用硅碳負(fù)極;動(dòng)力電池方面,寧德時(shí)代300750)等頭部電池廠發(fā)布高能量密度電池,硅碳負(fù)極將進(jìn)入1-10階段;此外,在電動(dòng)飛機(jī)、機(jī)器人等高性能需求場(chǎng)景中,硅碳負(fù)極亦具備廣闊應(yīng)用前景。

  具體來看,消費(fèi)電子領(lǐng)域正成為硅基負(fù)極材料的率先應(yīng)用場(chǎng)景。隨著智能手機(jī)、平板電腦等消費(fèi)電子設(shè)備對(duì)高能量密度電池需求的持續(xù)增長(zhǎng),各大手機(jī)廠商已開始在自家電池技術(shù)中大范圍采用硅碳負(fù)極。華為、榮耀、OPPO等頭部手機(jī)品牌已推出搭載硅碳負(fù)極電池的機(jī)型,顯著提升了設(shè)備的續(xù)航能力。

  動(dòng)力電池領(lǐng)域也是行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。隨著新能源汽車?yán)m(xù)航里程要求的不斷提升,硅基負(fù)極在動(dòng)力電池中的應(yīng)用正加速推進(jìn)。寧德時(shí)代麒麟電池、特斯拉4680電池等高端產(chǎn)品已開始采用硅碳負(fù)極,顯著提升了電池的能量密度和續(xù)航能力。根據(jù)中信證券預(yù)測(cè),未來3-4年(2024-2028年)硅碳負(fù)極的出貨量增長(zhǎng)主要由消費(fèi)電子及電動(dòng)車貢獻(xiàn),其他領(lǐng)域包括像低空經(jīng)濟(jì)、人形機(jī)器人等新興市場(chǎng)也將貢獻(xiàn)增量,在滲透率、摻混量顯著提升,單位價(jià)格下降的假設(shè)下,預(yù)計(jì)2028年全球硅基負(fù)極材料(純品)用量將達(dá)到約9萬噸(對(duì)應(yīng)市場(chǎng)空間228億元)其中動(dòng)力電池用量約7.8萬噸(對(duì)應(yīng)市場(chǎng)空間192億元)。

  不過,需要注意的是,當(dāng)前硅基負(fù)極材料從“潛力材料”向“規(guī);瘧(yīng)用”轉(zhuǎn)型的過程中也仍面臨著技術(shù)穩(wěn)定性等方面挑戰(zhàn),需要產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新,共同推動(dòng)其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

  中國(guó)銀河601881)證券表示,硅基材料被視為新一代鋰電負(fù)極材料,其商業(yè)化瓶頸主要在于體積膨脹問題,硅材料作為鋰電池負(fù)極在循環(huán)過程中體積膨脹率高達(dá)300%,產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力將造成材料結(jié)構(gòu)的坍塌,加速SEI膜的產(chǎn)生,導(dǎo)致電池容量的降低和循環(huán)壽命的減少。

  中信期貨也表示,硅是作為負(fù)極材料的優(yōu)質(zhì)材料,但是硅在脫嵌鋰后體積膨脹率過高、其反復(fù)膨脹收縮導(dǎo)致硅顆粒粉化、開裂導(dǎo)致其失去作用。以傳統(tǒng)硅碳負(fù)極為例,其循環(huán)壽命僅為300-500次,然而傳統(tǒng)石墨負(fù)極可以達(dá)到1500次以上。目前的研發(fā)技術(shù)是以納米硅和碳材料復(fù)合合成硅碳負(fù)極。相較于傳統(tǒng)石墨負(fù)極,硅碳負(fù)極以犧牲極大的理論比容量的方式來避免目前硅膨脹帶來循環(huán)壽命過短的問題。

  多家上市公司已深度布局

  根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2025年中國(guó)負(fù)極材料行業(yè)市場(chǎng)前景預(yù)測(cè)研究報(bào)告》,受益于國(guó)內(nèi)外新能源汽車等終端市場(chǎng)增長(zhǎng)拉動(dòng),我國(guó)鋰電池相關(guān)行業(yè)發(fā)展快速,負(fù)極材料市場(chǎng)需求增大,同時(shí)硅基、硬碳等新型負(fù)極材料進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段。

  2025年上半年,中國(guó)鋰電負(fù)極材料出貨量129萬噸,同比增長(zhǎng)37%。其中,貝特瑞、杉杉股份600884)、中科電氣300035)、尚太科技001301)、璞泰來603659)、道氏技術(shù)300409)等公司出貨量居前,貝特瑞更是以26萬噸的出貨量高居榜首。

  就硅基負(fù)極材料領(lǐng)域而言,上述公司均已深入布局。

  舉例來看,貝特瑞依托于產(chǎn)品創(chuàng)新能力,在國(guó)內(nèi)最早實(shí)現(xiàn)硅基負(fù)極規(guī);慨a(chǎn),出貨量保持行業(yè)領(lǐng)先,CVD硅碳產(chǎn)品獲全球多家主流動(dòng)力客戶認(rèn)可。2025年7月,公司針對(duì)硅基負(fù)極應(yīng)用中的材料分散不均、熱穩(wěn)定性等問題,正式發(fā)布行業(yè)首創(chuàng)S+i石墨長(zhǎng)續(xù)航負(fù)極材料解決方案,將加速高能量密度硅基負(fù)極材料的商業(yè)化進(jìn)程。

  杉杉股份硅基負(fù)極產(chǎn)品技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程保持領(lǐng)先:硅氧產(chǎn)品已批量供應(yīng)海外頭部客戶并實(shí)現(xiàn)裝車,同時(shí)成功突破第二代硅氧材料低溫循環(huán)技術(shù)瓶頸,相關(guān)技術(shù)已獲得美國(guó)、日本專利授權(quán)并批量供應(yīng)海外頭部電動(dòng)工具廠商;自主研發(fā)的均相沉積技術(shù)顯著提升硅碳材料循環(huán)穩(wěn)定性與倍率性能,高壓實(shí)、長(zhǎng)循環(huán)硅碳負(fù)極產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),已完成球形硅碳原料多孔碳自主合成技術(shù)和匹配高硅體系的石墨材料開發(fā),寧波硅基負(fù)極生產(chǎn)基地部分產(chǎn)能已投產(chǎn)。

  中科電氣鋰電負(fù)極業(yè)務(wù)針對(duì)硅基負(fù)極(包括面向固態(tài)電池的硅碳負(fù)極)有持續(xù)投入,目前已建設(shè)完成中試產(chǎn)線,且有產(chǎn)品進(jìn)入多家客戶測(cè)評(píng)和平臺(tái)開發(fā)階段,能量密度較傳統(tǒng)石墨負(fù)極有較大提升,準(zhǔn)備進(jìn)入量產(chǎn)導(dǎo)入階段。

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