2023硅碳負極材料行業(yè)深度分析及發(fā)展趨勢

• 黃文玉 2023年7月6日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 304 12
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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)定性高的硅碳負極材料。

一、硅碳負極材料行業(yè)概況

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)定性高的硅碳負極材料。

硅碳負極材料產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)較為清晰，上游為硅碳負極材料的原材料，主要為石墨、二氧化硅、碳合金、碳源氣、鋰鹽、無機溶劑等;產(chǎn)業(yè)鏈中游為硅碳負極材料;產(chǎn)業(yè)鏈下游為硅碳負極材料應(yīng)用領(lǐng)域，主要為動力電池、儲能電池、消費電池等。

新能源汽車銷量不斷增長的同時，新能汽車等大型器件對鋰離子電池提出更高倍率的充放電等要求，而目前使用的正負極材料越來越不能滿足上述需求。為了提升鋰離子電池的性能，先提高負極的電化學(xué)性能無疑是最方便最有效率的。硅具有較大的理論比容量(4200mA h/g)，比石墨類負極材料的比容量(372mA h/g)高一個數(shù)量級和較低的嵌鋰電位。硅與電解液反應(yīng)活性低，在地殼中儲量豐富，價格低廉，是新一代鋰離子電池負極材料的理想選擇。

二、中國硅碳負極材料行業(yè)市場分析

目前，天然石墨、人造石墨是主流的負極材料技術(shù)路線，硅基等新型負極材料的應(yīng)用也日趨廣泛。從技術(shù)上來講，石墨負極體系向硅基負極體系升級是重要方向。硅碳負極材料的比容量可以達到天然石墨電極、人工石墨電極的數(shù)倍，其在鋰電池中應(yīng)用將大幅提升能量密度上限，2021年硅碳負極材料行業(yè)市場規(guī)模達到27.09億元，同比增長140%。

從市場規(guī)模來看，數(shù)據(jù)顯示，2018年全球負極材料需求為17.72萬噸，中國2018年負極材料全球市占率為73.8%，結(jié)合目前硅碳負極材料滲透率3.78%來看，中國2018年硅碳負極材料市場需求規(guī)模達到4943噸。2022 年，負極行業(yè)中貝特瑞一家獨大，CR3 占比過半，二線廠商焦灼競爭，貝特瑞憑借其工藝、經(jīng)驗等優(yōu)勢，在降本方面有望領(lǐng)先于其他廠商。其2022年占比為26%，為中國負極材料龍頭企業(yè)。

國內(nèi)負極材料龍頭企業(yè)如比亞迪、寧德時代、國軒高科、貝特瑞、杉杉股份、力神、比克、萬向等都展開了對硅碳負極材料的布局。其中貝特瑞、杉杉科技、江西正拓等已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。由于電池成本不斷下降以及政策利好的影響，中國儲能電池裝機量呈現(xiàn)快速增長趨勢。從2017年的0.3GWh增長至2021年的5.8GWh，年均復(fù)合增長率達109.69%，預(yù)計2022年儲能電池裝機量將達6.5GWh。

中國硅碳負極材料正在不斷發(fā)展，硅碳負極市場迎來快速增長，出貨量預(yù)計大幅增加。2021年硅碳負極材料出貨量達1.1萬噸，同比增長83%，占負極材料出貨量的1.5%。隨著特斯拉4680電池的量產(chǎn)以及大圓柱電池的推廣應(yīng)用，未來將繼續(xù)增長。

三、影響硅碳負極材料行業(yè)市場規(guī)模的因素

(1)經(jīng)濟形勢逆勢向好

2021年，我國國內(nèi)生產(chǎn)總值同比增長8.1%，經(jīng)濟總量突破110萬億元，經(jīng)濟增速在全球主要經(jīng)濟體中名列前茅，"十四五"實現(xiàn)了良好開局。同時2021年我國創(chuàng)新動能有效增強，工業(yè)制造業(yè)較快增長，2021年工業(yè)增加值比上年增長9.6%，高于GDP增長1.5個百分點，表現(xiàn)出較強的經(jīng)濟發(fā)展活力，良好的國內(nèi)經(jīng)濟環(huán)境為公司快速發(fā)展提供堅實的保障。

(2)十四五政策積極導(dǎo)向

2021年是"十四五"的第一年，十四五規(guī)劃中明確強調(diào)要加快發(fā)展現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系，支持發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，包括新能源、新材料、新能源汽車、綠色環(huán)保等新興綠色產(chǎn)業(yè)。在基礎(chǔ)電力設(shè)施建設(shè)方面，政策要求加快建設(shè)智慧能源系統(tǒng)，提升新能源消納和存儲能力。國家政策的激勵和導(dǎo)向推動公司所處的新能源汽車行業(yè)、儲能領(lǐng)域、電力設(shè)備等行業(yè)快速發(fā)展，給公司帶來前所未有的發(fā)展機遇。

(3)新能源汽車市場蓬勃發(fā)展

面對全球復(fù)雜多變的經(jīng)濟形勢和供應(yīng)鏈壓力，根據(jù)CleanTechnica數(shù)據(jù)，2021年全球新能源乘用車累計銷量達649.54萬輛，同比增長108%。根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2021年中國新能源汽車銷量352.1萬輛，同比增長157.5%，新能源車滲透率達13.4%，連續(xù)7年位居全球第一。受下游新能源汽車市場拉動，全球動力電池裝機量增長迅速。2021年全球裝機量超過300GWh，同比增加119%。其中，中國全年裝機量達到154.5GWh，同比增長142.8%。

(4)構(gòu)建全產(chǎn)業(yè)鏈布局

企業(yè)應(yīng)逐步完善全產(chǎn)業(yè)鏈體系，從電池材料端、制造端到產(chǎn)品端，建成了完整的鋰電池垂直產(chǎn)業(yè)鏈，保證公司的成本競爭力和產(chǎn)品競爭力。企業(yè)積極布局硅碳負極材料的產(chǎn)業(yè)鏈以及技術(shù)，進一步降低生產(chǎn)成本，實現(xiàn)產(chǎn)品循環(huán)再利用，為原材料供應(yīng)提供了保障。

四、硅碳負極材料市場未來發(fā)展趨勢

硅碳負極可以有效提升電池比容量，但由于其體積膨脹、導(dǎo)電性差所帶來的的負面影響，制約了其商業(yè)化應(yīng)用。目前硅碳負極材料仍處于商業(yè)化應(yīng)用初期，2021年滲透率僅有1.53%，未來隨著技術(shù)不斷發(fā)展，滲透率將提升。

隨著新能源汽車在全球范圍內(nèi)的快速發(fā)展，對鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展將起到更加明顯的促進作用，硅碳負極材料將會迎來更為廣闊的發(fā)展空間，預(yù)計2027年硅碳負極材料行業(yè)市場規(guī)模達到910億元，同比增長27%。

在全球鋰電池業(yè)受益汽車電動化發(fā)展迅猛，帶動鋰電負極材料需求高速增長的背景下，硅碳負極未來市場空間十分巨大，近年來硅碳負極材料的缺口越來越大，市場的需求量旺盛，2021年硅碳負極材料行業(yè)市場飽和度為71.5%，未來紛紛進入該領(lǐng)域，同時現(xiàn)有企業(yè)擴大產(chǎn)能，將會有效滿足市場的需求。

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