高容量硅碳負(fù)極新材料走向產(chǎn)業(yè)化 硅碳負(fù)極材料行業(yè)市場前景及趨勢研究

• 吳澳燕 2024年4月9日 來源：科技日報 中國石化報 1355 89
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硅碳負(fù)極材料是一種新型的電池材料，由硅和碳兩種元素組成，具有高容量、高能量密度、優(yōu)異的電化學(xué)性能和良好的循環(huán)穩(wěn)定性等特點。

由于硅是半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)材料，為了提供鋰離子在硅電極材料中的擴散速度，就需要提高硅材料的導(dǎo)電性能，目前產(chǎn)業(yè)中所選擇的就是成熟的碳材料。利用不同形態(tài)的碳材料來復(fù)合硅進(jìn)行改性處理，使其構(gòu)成均勻的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，形成導(dǎo)電性好、附著性好、化學(xué)穩(wěn)定性高的硅碳負(fù)極材料。

硅碳負(fù)極材料是一種新型的電池材料，由硅和碳兩種元素組成，具有高容量、高能量密度、優(yōu)異的電化學(xué)性能和良好的循環(huán)穩(wěn)定性等特點。

與傳統(tǒng)的負(fù)極材料相比，硅碳負(fù)極材料能夠?qū)崿F(xiàn)更高的充放電效率和更長的循環(huán)壽命。此外，硅碳負(fù)極材料還具有較低的成本，有望在可再生能源、化工、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

硅碳負(fù)極材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈

在上游，硅碳負(fù)極材料的主要原材料包括石墨、石墨烯等碳材料，以及單質(zhì)硅、納米硅粒等硅材料。這些原材料的質(zhì)量和供應(yīng)穩(wěn)定性對硅碳負(fù)極材料的性能和生產(chǎn)成本具有重要影響。因此，上游原材料供應(yīng)商需要具備穩(wěn)定的生產(chǎn)能力和高質(zhì)量的產(chǎn)品供應(yīng)能力，以確保硅碳負(fù)極材料生產(chǎn)企業(yè)的原材料需求得到滿足。

中游則是硅碳負(fù)極材料的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。在這一階段，生產(chǎn)企業(yè)需要通過對原材料進(jìn)行精細(xì)加工和特殊處理，制備出具有優(yōu)異性能的硅碳負(fù)極材料。

下游則是硅碳負(fù)極材料的應(yīng)用領(lǐng)域。隨著新能源汽車、儲能等領(lǐng)域的快速發(fā)展，鋰離子電池的需求量不斷增加，硅碳負(fù)極材料作為鋰離子電池的重要組成部分，其市場需求也呈現(xiàn)出快速增長的態(tài)勢。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2023-2028年硅碳負(fù)極材料行業(yè)市場深度分析及發(fā)展研究報告》顯示：

新能源汽車和儲能行業(yè)的迅猛發(fā)展，帶動了鋰離子電池呈爆發(fā)式增長。鋰離子電池充電時，正極產(chǎn)生的鋰離子經(jīng)過電解液嵌入負(fù)極，負(fù)極嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。負(fù)極材料主要影響鋰離子電池的首次庫倫效率、能量密度、循環(huán)性能等，是鋰離子電池最重要的原材料之一。據(jù)高工產(chǎn)研儲能研究所(GGII)調(diào)研數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2023年全球儲能鋰電池出貨225GWh，同比增長50%，其中中國儲能鋰電池出貨206GWh，同比增長58%。

硅碳負(fù)極材料崛起較早，主要是以30nm至200nm的納米硅為原料，表面包覆瀝青高溫碳化處理后形成的軟碳層，成本較低，首效較高，但電池膨脹較大，長循環(huán)穩(wěn)定性較差，客戶群體主要以海外倍率型圓柱廠商為主。

硅碳負(fù)極材料行業(yè)市場前景及趨勢研究

歷次科技革命的本質(zhì)都是材料學(xué)的突破，愛迪生通過上千次實驗發(fā)現(xiàn)竹炭燈絲材料做的白織燈泡亮度更好，因此得以給人類帶來嶄新光明。硅材料工藝的完善和半導(dǎo)體器件的微型化推動了計算機、通信設(shè)備的迅猛發(fā)展。

實際上通過材料創(chuàng)新改變世界的企業(yè)真實案例很多，美國鋁業(yè)、杜邦、拜耳、GE塑料、陶氏化學(xué)、日本帝人、日本TORAY、韓國LG等大型跨國公司，其在全球產(chǎn)業(yè)鏈上的統(tǒng)治力表現(xiàn)均來自于每一家第一無二的核心材料技術(shù)。

里程焦慮一直是電動汽車市場沒有拔掉的“刺”。傳統(tǒng)電池材料已不能滿足鋰離子電池高容量化的發(fā)展，電池新材料的攻關(guān)及產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程亟待加快。新材料的應(yīng)用推動了電池技術(shù)的發(fā)展，聯(lián)動了新能源產(chǎn)業(yè)的興起。甚至光伏發(fā)電技術(shù)從多晶到單晶的轉(zhuǎn)型，包括N、P電池路線的選擇，從根上來講，每一次的選擇也是基于比較不同材料的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。

硅材料的理論容量是石墨的10倍，且硅基負(fù)極材料還具有低脫嵌鋰電位、環(huán)境友好、儲量豐富等優(yōu)點，被視為最具潛力的下一代負(fù)極材料。《2024年中國新型儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》顯示，預(yù)計2025年全球鋰離子電池儲能累計裝機量將超過300GW，其中，中國鋰離子電池儲能累計裝機量將達(dá)65—70GW。在動力電池領(lǐng)域，以特斯拉為首的電動汽車企業(yè)正在積極導(dǎo)入硅碳負(fù)極材料，提升電動汽車的續(xù)航里程。

按照預(yù)測，2025年，硅碳負(fù)極材料的市場需求將達(dá)到30萬噸，產(chǎn)值將達(dá)到200億元—300億元。納米硅、硅碳負(fù)極材料的市場前景非常廣闊。目前，國內(nèi)外的機構(gòu)都在積極布局。

在激烈的市場競爭中，企業(yè)及投資者能否做出適時有效的市場決策是制勝的關(guān)鍵。報告準(zhǔn)確把握行業(yè)未被滿足的市場需求和趨勢，有效規(guī)避行業(yè)投資風(fēng)險，更有效率地鞏固或者拓展相應(yīng)的戰(zhàn)略性目標(biāo)市場，牢牢把握行業(yè)競爭的主動權(quán)。

更多行業(yè)詳情請點擊中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2023-2028年硅碳負(fù)極材料行業(yè)市場深度分析及發(fā)展研究報告》。

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  2023-2028年硅碳負(fù)極材料行業(yè)市場深度分析及發(fā)展研究報告

  由于硅是半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)材料，為了提供鋰離子在硅電極材料中的擴散速度，就需要提高硅材料的導(dǎo)電性能，目前產(chǎn)業(yè)中所選擇的就是成熟的碳材料。利用不同形態(tài)的碳材料來復(fù)合硅進(jìn)行改性處理，使其構(gòu)成均...

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