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1、硅基負極被視為下一代理想負極材料
硅負極因其高比容量和豐富的自然儲量,被認為是下一代先進負極材料,遠超石墨負極。硅嵌鋰電位低,避免鋰沉積,安全性較高。鋰金屬負極具有最高比容量,但面臨鋰枝晶引起短路、體積變化導致斷路及不穩(wěn)定SEI膜等問題,限制了其實際應用。固態(tài)電解質(zhì)因具有較高的機械強度和良好的Li+遷移性,能有效抑制鋰枝晶生長并解決液態(tài)電解液的泄漏、易燃等問題,成為解決鋰金屬負極問題的可行方案。
目前,硅基負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,硅基負極逐步取代石墨,推動電池能量密度提升,特別是在電動車續(xù)航方面展現(xiàn)潛力。全球負極材料市場持續(xù)增長,中國市場占據(jù)主導地位。預計到2025年,全球硅基負極市場規(guī)模將達到300億元。
硅碳復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/去鋰化過程中因膨脹造成的體積變化,延長電池壽命并提高安全性。
2、硅基負極材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)分析
硅基負極材料產(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、無機溶劑、助劑等;中游為硅基負極材料,目前商用的硅基負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、無定型硅合金等,下應用于各類電池,包括動力電池、儲能電池、消費電池等。
硅基負極材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)圖
資料來源:普華有策
3、硅基負極材料企業(yè)動態(tài)
目前國內(nèi)布局硅基負極材料的企業(yè)包括貝特瑞、杉杉股份、凱金能源等主要負極材料生產(chǎn)商。隨著市場對新能源汽車續(xù)航里程的要求越來越高,硅基負極材料的能量密度優(yōu)勢將愈發(fā)明顯,行業(yè)企業(yè)將會投入更多的資金加大技術(shù)研發(fā),克服硅基負極材料目前的缺陷及降低成本。因此,硅基負極材料作為新型負極材料將成為行業(yè)新的增長點。
主要廠商硅基負極材料布局情況
資料來源:普華有策
4、硅基負極材料有兩大主流技術(shù)路線:硅碳負極和硅氧負極。
硅碳負極:通過將納米硅與碳材料復合,利用納米硅的高比容量和碳材料的高導電性。硅碳負極首次效率較高,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。
硅氧負極:采用氧化亞硅和石墨材料復合,氧化亞硅在嵌鋰過程中膨脹較小,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,硅氧負極在循環(huán)壽命上表現(xiàn)更好,而硅碳負極的首次效率更高。
5、高壓快充車型量產(chǎn)上市,推動硅基負極材料“增量”發(fā)展
高壓快充車型的快速發(fā)展促使硅基負極材料成為關(guān)注焦點。快充性能主要由負極材料決定,傳統(tǒng)石墨負極由于其較長的鋰離子擴散路徑和低鋰電位,容易導致鋰沉積和安全隱患。相比之下,硅基負極的鋰電位較高,有助于減少析鋰問題,提高快充性能。隨著高壓快充技術(shù)的推進,特別是800V高壓車型的上市,具有高倍率性能的硅基負極材料將在提升充放電能力、縮短充電時間方面發(fā)揮關(guān)鍵作用,推動電動車用戶體驗的提升??斐滠囆偷倪M一步發(fā)展,有望加快對硅基負極的應用。
更多行業(yè)資料請參考普華有策咨詢《2025-2031年硅基負極材料行業(yè)市場調(diào)研及發(fā)展趨勢預測報告》,同時普華有策咨詢還提供市場專項調(diào)研項目、產(chǎn)業(yè)研究報告、產(chǎn)業(yè)鏈咨詢、項目可行性研究報告、專精特新小巨人認證、市場占有率報告、十五五規(guī)劃、項目后評價報告、BP商業(yè)計劃書、產(chǎn)業(yè)圖譜、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、藍白皮書、國家級制造業(yè)單項冠軍企業(yè)認證、IPO募投可研、IPO工作底稿咨詢等服務。(PHPOLICY:RSYW)