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2023硅碳负极材料行业深度分析及发展趋势

时间: 2024-09-08 17:25:10 | 作者: 家居及玩具

由于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。利用不一样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。

硅碳负极材料产业链结构较为清晰，上游为硅碳负极材料的原材料，主要为石墨、二氧化硅、碳合金、碳源气、锂盐、无机溶剂等;产业链中游为硅碳负极材料;产业链下游为硅碳负极材料应用领域，主要为动力电池、储能电池、消费电池等。

新能源汽车销量一直增长的同时，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，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能达到天然石墨电极、人工石墨电极的数倍，其在锂电池中应用将大幅度的提高单位体积内的包含的能量上限，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%。

从市场规模来看，多个方面数据显示，2018年全球负极材料需求为17.72万吨，中国2018年负极材料全球市占率为73.8%，结合目前硅碳负极材料渗透率3.78%来看，中国2018年硅碳负极材料市场需求规模达到4943吨。2022 年，负极行业中贝特瑞一家独大，CR3 占比过半，二线厂商焦灼竞争，贝特瑞凭借其工艺、经验等优势，在降本方面有望领先于其他厂商。其2022年占比为26%，为中国负极材料有突出贡献的公司。

国内负极材料龙头企业如比亚迪、宁德时代、国轩高科、贝特瑞、杉杉股份、力神、比克、万向等都展开了对硅碳负极材料的布局。其中贝特瑞、杉杉科技、江西正拓等已实现产业化。由于电池成本不断下降以及政策利好的影响，中国储能电池装机量呈现快速增长趋势。从2017年的0.3GWh增长至2021年的5.8GWh，年均复合增长率达109.69%，预计2022年储能电池装机量将达6.5GWh。

中国硅碳负极材料正在持续不断的发展，硅碳负极市场迎来迅速增加，出货量预计大幅度的增加。2021年硅碳负极材料出货量达1.1万吨，同比增长83%，占负极材料出货量的1.5%。随着特斯拉4680电池的量产以及大圆柱电池的推广应用，未来将继续增长。

2021年，我国国内生产总值同比增长8.1%，经济总量突破110万亿元，经济提高速度在全球主要经济体中名列前茅，十四五实现了良好开局。同时2021年我国创新动能有效增强，工业制造业较快增长，2021年工业增加值比上年增长9.6%，高于GDP增长1.5个百分点，表现出较强的经济发展活力，良好的国内经济环境为公司加快速度进行发展提供坚实的保障。

2021年是十四五的第一年，十四五规划中明确强调要加快发展现代产业体系，支持发展战略性新兴起的产业，包括新能源、新材料、新能源汽车、绿色环保等新兴绿色产业。在基础电力设施建设方面，政策要求加快建设智慧能源系统，提升新能源消纳和存储能力。国家政策的激励和导向推动公司所处的新能源汽车行业、储能领域、电力设备等行业加快速度进行发展，给公司带来前所未有的发展机遇。

面对全球复杂多变的经济发展形势和供应链压力，根据CleanTechnica数据，2021年全球新能源乘用车累计销量达649.54万辆，同比增长108%。根据中国汽车工业协会统计，2021年中国新能源汽车销量352.1万辆，同比增长157.5%，新能源车渗透率达13.4%，连续7年位居全球第一。受下游新能源汽车市场拉动，全球动力电池装机量增长迅速。2021年全球装机量超过300GWh，同比增加119%。其中，中国全年装机量达到154.5GWh，同比增长142.8%。

企业应逐步完善全产业链体系，从电池材料端、制造端到产品端，建成了完整的锂电池垂直产业链，保证公司的成本竞争力和产品竞争力。企业积极布局硅碳负极材料的产业链和技术，逐步降低生产所带来的成本，实现产品循环再利用，为原材料供应提供了保障。

硅碳负极可以轻松又有效提升电池比容量，但由于其体积膨胀、导电性差所带来的的负面影响，制约了其商业化应用。目前硅碳负极材料仍处于商业化应用初期，2021年渗透率仅有1.53%，未来随技术持续不断的发展，渗透率将提升。

随着新能源汽车在全世界内的加快速度进行发展，对锂电池产业链的发展将起到越来越明显的推动作用，硅碳负极材料将会迎来更为广阔的发展空间，预计2027年硅碳负极材料行业市场规模达到910亿元，同比增长27%。

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快速地增长的背景下，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慢慢的变大，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。

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