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硅基負(fù)極材料作為新型負(fù)極材料將成為行業(yè)新的增長(zhǎng)點(diǎn)

1、硅基負(fù)極被視為下一代理想負(fù)極材料

硅負(fù)極因其高比容量和豐富的自然儲(chǔ)量，被認(rèn)為是下一代先進(jìn)負(fù)極材料，遠(yuǎn)超石墨負(fù)極。硅嵌鋰電位低，避免鋰沉積，安全性較高。鋰金屬負(fù)極具有最高比容量，但面臨鋰枝晶引起短路、體積變化導(dǎo)致斷路及不穩(wěn)定SEI膜等問(wèn)題，限制了其實(shí)際應(yīng)用。固態(tài)電解質(zhì)因具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和良好的Li+遷移性，能有效抑制鋰枝晶生長(zhǎng)并解決液態(tài)電解液的泄漏、易燃等問(wèn)題，成為解決鋰金屬負(fù)極問(wèn)題的可行方案。

目前，硅基負(fù)極材料因其理論比容量是石墨的10倍，成為鋰電池行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。隨著技術(shù)突破，硅基負(fù)極逐步取代石墨，推動(dòng)電池能量密度提升，特別是在電動(dòng)車?yán)m(xù)航方面展現(xiàn)潛力。全球負(fù)極材料市場(chǎng)持續(xù)增長(zhǎng)，中國(guó)市場(chǎng)占據(jù)主導(dǎo)地位。預(yù)計(jì)到2025年，全球硅基負(fù)極市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到300億元。

硅碳復(fù)合材料的核心原料為多孔碳和硅烷，其中多孔碳能夠有效緩解硅材料在鋰化/去鋰化過(guò)程中因膨脹造成的體積變化，延長(zhǎng)電池壽命并提高安全性。

2、硅基負(fù)極材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)分析

硅基負(fù)極材料產(chǎn)業(yè)鏈的上游包括原材料石墨、二氧化硅、硅合金、碳源氣、鋰鹽、無(wú)機(jī)溶劑、助劑等；中游為硅基負(fù)極材料，目前商用的硅基負(fù)極材料主要包括四種，分別是碳包覆氧化亞硅、納米硅碳、硅納米線、無(wú)定型硅合金等，下應(yīng)用于各類電池，包括動(dòng)力電池、儲(chǔ)能電池、消費(fèi)電池等。

硅基負(fù)極材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)圖

資料來(lái)源：普華有策

3、硅基負(fù)極材料企業(yè)動(dòng)態(tài)

目前國(guó)內(nèi)布局硅基負(fù)極材料的企業(yè)包括貝特瑞、杉杉股份、凱金能源等主要負(fù)極材料生產(chǎn)商。隨著市場(chǎng)對(duì)新能源汽車?yán)m(xù)航里程的要求越來(lái)越高，硅基負(fù)極材料的能量密度優(yōu)勢(shì)將愈發(fā)明顯，行業(yè)企業(yè)將會(huì)投入更多的資金加大技術(shù)研發(fā)，克服硅基負(fù)極材料目前的缺陷及降低成本。因此，硅基負(fù)極材料作為新型負(fù)極材料將成為行業(yè)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。

主要廠商硅基負(fù)極材料布局情況

資料來(lái)源：普華有策

4、硅基負(fù)極材料有兩大主流技術(shù)路線：硅碳負(fù)極和硅氧負(fù)極。

硅碳負(fù)極：通過(guò)將納米硅與碳材料復(fù)合，利用納米硅的高比容量和碳材料的高導(dǎo)電性。硅碳負(fù)極首次效率較高，但體積膨脹大，循環(huán)性能較差。目前其商業(yè)化容量在450mAh/g以下。

硅氧負(fù)極：采用氧化亞硅和石墨材料復(fù)合，氧化亞硅在嵌鋰過(guò)程中膨脹較小，循環(huán)性能更好，但首次效率低，成本高。碳包覆氧化亞硅是目前成熟的制備方法。

總體而言，硅氧負(fù)極在循環(huán)壽命上表現(xiàn)更好，而硅碳負(fù)極的首次效率更高。

5、高壓快充車型量產(chǎn)上市，推動(dòng)硅基負(fù)極材料“增量”發(fā)展

高壓快充車型的快速發(fā)展促使硅基負(fù)極材料成為關(guān)注焦點(diǎn)?？斐湫阅苤饕韶?fù)極材料決定，傳統(tǒng)石墨負(fù)極由于其較長(zhǎng)的鋰離子擴(kuò)散路徑和低鋰電位，容易導(dǎo)致鋰沉積和安全隱患。相比之下，硅基負(fù)極的鋰電位較高，有助于減少析鋰問(wèn)題，提高快充性能。隨著高壓快充技術(shù)的推進(jìn)，特別是800V高壓車型的上市，具有高倍率性能的硅基負(fù)極材料將在提升充放電能力、縮短充電時(shí)間方面發(fā)揮關(guān)鍵作用，推動(dòng)電動(dòng)車用戶體驗(yàn)的提升。快充車型的進(jìn)一步發(fā)展，有望加快對(duì)硅基負(fù)極的應(yīng)用。

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