咨询热线

400-007-6266

010-86223221

我国硅基负极材料行业现状及竞争分析 硅基负极材料产业化步伐仍需加速

硅基负极成为下一代负极材料主力军

负极材料是锂离子电池的重要原材料之一。负极材料对于锂离子电池的能量密度、循环性能、充放电倍率以及低温放电性能具有影响较大的影响。负极材料主要分为碳材料和非碳材料。碳材料包括:石墨类、石墨烯、无序碳。目前锂离子电池中应用较多的是石墨类负极材料,比如人造石墨、天然石墨。非碳材料中主要包括:硅基负极材料、钛酸锂负极材料等。

负极材料是锂离子电池的重要原材料之一。负极材料对于锂离子电池的能量密度、循环性能、充放电倍率以及低温放电性能具有影响较大的影响。负极材料主要分为碳材料和非碳材料。碳材料包括:石墨类、石墨烯、无序碳。目前锂离子电池中应用较多的是石墨类负极材料,比如人造石墨、天然石墨。非碳材料中主要包括:硅基负极材料、钛酸锂负极材料等。

资料来源:观研天下数据中心整理

天然石墨与人造石墨的组合稳固了石墨类负极在负极材料中的地位。石墨材料具有高电导率和稳定性的优势,但在能量密度方面的发展已接近其理论最大值372mAh/g,因此基于石墨负极的锂电池能量密度优化空间相对有限。新能源汽车高速发展加速高能量密度电池发展进程,硅基负极成为下一代负极材料主力军。

硅基复合材料相关性能指标

性能指标 硅基复合材料
克容量(mAh/g) 4200
首次效率(%) 84%
循环寿命(次) 300-500
工作电压 0.3-0.5V
快充性能
倍率性能 一般
安全性
优点 理论比能量高
缺点 技术及配套技术不成熟,成本高,充放电体积变形,导电率低
发展方向 低成本化,解决与其他材料的配套问题

资料来源:观研天下整理

相比使用石墨负极材料的动力电池,硅基负极材料具有电池快充性能更好、电池续航能力更强、电池安全性更好三大优势。硅基负极材料可分为SiO负极材料、硅碳负极材料、硅基合金负极材料。硅氧负极材料Li2O基质环绕在LixSi核周围可充当着锂离子的快速扩散通道,因此嵌锂时SiOx富含的Li2O基质能够使其在循环和倍率性能方面最优化;LixSi核周围的Li2O和Li4SiO4基质还可以有效的缓冲体积膨胀。硅碳复合材料将碳材料包覆在硅材料外层,形成硅碳复合材料。从结构上来看,包覆结构改善材料的循环稳定性。碳材料的包覆能够提高负极材料的导电性能,并且碳材料表面会形成SEI膜,能够抑制电解液对于负极材料的侵蚀,从而提高负极材料的循环性能。硅碳负极与硅氧负极或将成为硅基负极主流技术。

相比使用石墨负极材料的动力电池,硅基负极材料具有电池快充性能更好、电池续航能力更强、电池安全性更好三大优势。硅基负极材料可分为SiO负极材料、硅碳负极材料、硅基合金负极材料。硅氧负极材料Li2O基质环绕在LixSi核周围可充当着锂离子的快速扩散通道,因此嵌锂时SiOx富含的Li2O基质能够使其在循环和倍率性能方面最优化;LixSi核周围的Li2O和Li4SiO4基质还可以有效的缓冲体积膨胀。硅碳复合材料将碳材料包覆在硅材料外层,形成硅碳复合材料。从结构上来看,包覆结构改善材料的循环稳定性。碳材料的包覆能够提高负极材料的导电性能,并且碳材料表面会形成SEI膜,能够抑制电解液对于负极材料的侵蚀,从而提高负极材料的循环性能。硅碳负极与硅氧负极或将成为硅基负极主流技术。

资料来源:观研天下整理

硅基负极材料分类及其优劣势

主要种类 优势 劣势
SiO负极材料 A、可逆容量高,达1,700-1,800mAh/g,接近理论容量B、循环性能和倍率性能相对于其他硅基负极材料好 A、首次效率低,无法单独使用,需要进行提高首效处理B、SiO工艺复杂,生产成本非常高
硅碳复合负极材料 A、克容量高B、首次充放电效率高.C、工艺相对于其他硅基负极材料较为成熟 A、大批量生产电化学性能优异的产品难度较高B、循环性能和首次效率有待提高C、电极膨胀率较高
硅基合金负极材料 体积能量密度高 A、工艺难度大、成本高B、首次充放电效率低C、循环性能较差

资料来源:观研天下整理

动力电池用硅基负极材料处于起步阶段

根据观研报告网发布的《中国硅基负极材料行业现状深度研究与未来前景预测报告(2022-2029年)》显示,我国硅基材料主要应用于消费领域,随着国内数码电子增速持续放缓,消费锂电需求增速下降,动力电池领域成为硅基负极材料关键需求来源。随着新能源汽车产销两旺,硅基负极有望受益快速发展。据数据,2016-2021年我国硅基负极材料出货量由0.06万吨增长至1.53万吨。

我国硅基材料主要应用于消费领域,随着国内数码电子增速持续放缓,消费锂电需求增速下降,动力电池领域成为硅基负极材料关键需求来源。随着新能源汽车产销两旺,硅基负极有望受益快速发展。据数据,2016-2021年我国硅基负极材料出货量由0.06万吨增长至1.53万吨。

数据来源:观研天下数据中心整理

数据来源:观研天下数据中心整理

数据来源:观研天下数据中心整理

数据来源:观研天下数据中心整理

数据来源:观研天下数据中心整理

但从渗透率看,2016-2021年我国硅基负极材料占负极材料的比重由0.42%提升至1.53%,我国动力电池用硅基负极材料仍处于起步阶段,这是技术不成熟和较高的市场价格导致的。

但从渗透率看,2016-2021年我国硅基负极材料占负极材料的比重由0.42%提升至1.53%,我国动力电池用硅基负极材料仍处于起步阶段,这是技术不成熟和较高的市场价格导致的。

数据来源:观研天下数据中心整理

数据来源:观研天下数据中心整理

资料来源:观研天下整理

硅基负极材料产业化步伐仍需加速

国内硅基负极材料行业玩家大致可以分为四大类:一是现有石墨类负极企业,如贝特瑞、璞泰来等;二是科研院校背景的企业,如天目先导、壹金新能源等;三是电池类企业,如宁德时代、国轩高科等;四是化工企业跨界或硅材料企业切入,如石大胜华等。目前,国内真正实现硅基负极量产及批量供货的企业只有杉杉股份、贝特瑞等,其他多数公司处于布局、中试或研发阶段,硅基负极材料产业化步伐仍需加速。

我国硅基负极材料行业参与者基本情况

公司名称 2021年经营情况 硅基负极材料布局情况
贝特瑞 营业收入105.96亿元,同比增长138.02%;净利润14.21亿元,同比增长187.46% 公司硅碳、硅氧负极均已批重出货;目前拥有3000吨/年硅基负极材料产能,产品已供应松下。它的硅基负极材料已突破至第三代产品,提升比容里650mAh/g至1500mAbh/g,更高比容里的第四代硅碳产品正在开发。
杉杉股份 营业收入207亿,同比增长151.94%;净利润33.40亿元,同比增长2320% 2021年硅氧负极出货量千吨级别,已在消费类市场批里应用,在动力电池应用领域通过多轮评测。
璞泰来 营业收入89.96亿,同比增长70.36%;净利润17.86亿,同比增长161.93% 与中科院物理所合作量产硅基负极材料,硅碳试验车间2019年投入使用,已完成第二代产品研发,产品已送样下游客户进行测试和认证。另外,在溧阳已建成硅负极材料中试线。
石大胜华 营收70.56亿元,同比增长57.67%;净利润11.78亿元,同比增长353.60% 规划2万吨产能,产品包括普通型Si0x-C负极及高首效型Si0x-&负极,已送样下游客户测试。
硅宝科技 营收25.56亿元,同比增长67.74%;净利润2.68亿元,同比增长33% 2021年11月,建设1万吨/年锂电池用硅基负极材料产线,预计一期工程30个月内投产,二期工程于-期建成后12个月内投产。
深圳斯诺 - 采用si0纳米化技术、碳包覆技术、歧化技术、石墨复合技术,制备碳包覆si0x/石墨复合材料,在降低Si0体积效应的同时实现能里密度和循环性能的同步提高
天目先导 - 2022年4月,天目先导纳米硅基负极项目在溧阳高新区开工,总投资20亿元,-期项目投资10亿元,用地100亩,达产后可年产5万吨新型纳米硅基负极产品
韩国大洲 - 大洲目前生产的硅基负极材料为DMSO(DaeioeMetalsilicon0xide),是世界,上首个应用于电动汽车电池的重产高容里氧化硅材料,为硅纳米粒子在硅氧化物矩阵中三维均匀混合的结构
美国sileMome - 研发以硅为主要材质的电池负极材料的初创公司。目前估值为33亿美元。据GGII,SilaNane正在与宝马、ATL等企业合作研发下一代电池,计划在2024年实现量产。
美国安普瑞斯 - 据GGII,安普瑞斯HESO材料体系的实验数据和理论计算表明,其能重密度可以达到400Wh/Kg或更高,具备有竞争力的生产成本,已于2020年开始向市场批量销售。
美国SolidPower - 2021年10月,公司公布了高容里硅固体电池数据:电池负极采用50%硅材料,能童密度为350Wh/kgo

资料来源:观研天下整理(zlj)

更多好文每日分享,欢迎关注公众号

【版权提示】观研报告网倡导尊重与保护知识产权。未经许可,任何人不得复制、转载、或以其他方式使用本网站的内容。如发现本站文章存在版权问题,烦请提供版权疑问、身份证明、版权证明、联系方式等发邮件至kf@chinabaogao.com,我们将及时沟通与处理。

我国铁矿石行业形成“以进口为主、国产为辅”的供应格局 进口量整体上升

我国铁矿石行业形成“以进口为主、国产为辅”的供应格局 进口量整体上升

我国铁矿石资源虽总量丰富,但普遍存在品位低、贫矿多、开采难度大等问题,导致实际可利用资源短缺,对外依存度长期超80%,且行业已形成“以进口为主、国产为辅”的供应格局。在“基石计划”及其他政策推动下,一方面,鞍钢集团、河钢集团等企业加大对国内铁矿石资源的开发力度,铁矿石项目建设步伐加快。另一方面,中国宝武、力拓集团等企业

2025年04月03日
动力电池装车量猛增推动导电剂市场扩大 新型导电剂占比及国产化率将不断提升

动力电池装车量猛增推动导电剂市场扩大 新型导电剂占比及国产化率将不断提升

近年来随着“双碳”政策推进,新能源汽车产业快速发展,动力电池受新能源汽车终端需求提升带动,进而推进锂离子电池导电剂市场。传统导电剂应用已相当成熟,其中炭黑2020 年占比约 72%。碳纳米管等新型导电剂将凭借更好的导电性能开始逐步渗透,预计2025年新型导电剂占比将达50%。导电剂开启国产化趋势,国产化率将不断提升。

2025年04月01日
我国煤炭行业供给端分析:产量及进口量保持增长 生产区域集中度提升

我国煤炭行业供给端分析:产量及进口量保持增长 生产区域集中度提升

自2020年起,我国煤炭行业进入新一轮景气度上行周期,煤炭价格上涨,截止2024年原煤产量47.6亿吨,并且动力煤产量维持增长态势,炼焦煤增速下降。区域分布来看,晋蒙陕疆原煤产量占比持续提升,我国煤炭生产区域集中度提升。此外,我国煤炭行业进口量大幅增加,俄罗斯和蒙古国是最主要增量国。

2025年03月31日
我国稀土磁材行业应用分析:下游需求规模增长 人形机器人市场打开新成长曲线

我国稀土磁材行业应用分析:下游需求规模增长 人形机器人市场打开新成长曲线

稀土磁材作为新兴战略产业,在推动传统产业转型升级和未来新兴产业培育中发挥着不可或缺的作用。目前,新能源汽车、风力发电、工业节能电机、变频空调等领域稀土磁性材料市场需求稳步增长,尤其是人形机器人、低空经济等应用领域发展为稀土需求打开新的成长曲线。

2025年03月29日
我国碳纤维行业分析:产能、产量持续扩张 实际消费量恢复正增长

我国碳纤维行业分析:产能、产量持续扩张 实际消费量恢复正增长

近几年,在下游蓬勃发展的背景下,各路资本和企业大量涌入碳纤维产业,投资热度持续高涨,产能大幅度提升。我国碳纤维产能从2019年的2.67万吨增长至2024年的13.55万吨,复合增速达到38%,产能利用率在2024年回落至44%。

2025年03月26日
我国固态电池电解质材料行业分析:需求增长空间大 多家厂商纷纷入局生产

我国固态电池电解质材料行业分析:需求增长空间大 多家厂商纷纷入局生产

由于固态电池有潜力实现更高的能量密度,这意味着它们可以在相同大小的空间内存储更多的能量,提供更长的续航时间。此外,由于固态电池具有更好的电导率,因此它们可能支持更快的充电速度,提高用户的充电效率。凭借诸多优势,近年来我国固态电池市场快速增长,且展现较大的发展空间。根据数据,2023年我国固态电池市场规模达10亿元,预计

2025年03月22日
低空经济蓬飞 我国eVTOL电池行业机遇与挑战“齐飞” 多家企业纷纷布局

低空经济蓬飞 我国eVTOL电池行业机遇与挑战“齐飞” 多家企业纷纷布局

随着低空经济的蓬勃发展,我国eVTOL电池市场迎新机遇。不过,我国eVTOL电池行业面临能量密度、安全性和基础设施等挑战,但随着技术不断突破,其必会成为低空经济产业链中最为核心的“新基建”,未来发展前景广阔。

2025年03月22日
高压密铁锂行业正处爆发风口 产品供不应求 壁垒提升下市场格局将优化

高压密铁锂行业正处爆发风口 产品供不应求 壁垒提升下市场格局将优化

高压密铁锂这一需求井喷的背后,主要是是新能源汽车与储能市场的双轮驱动。在新能源汽车领域,2024年我国动力电池累计装车量为548.4GWh,同比增长41.5%。其中磷酸铁锂电池装车量牢牢占据主导地位,累计装车量为409.0GWh,占总装车量的74.6%,同比增长56.7%。

2025年03月19日
微信客服
微信客服二维码
微信扫码咨询客服
QQ客服
电话客服

咨询热线

400-007-6266
010-86223221
返回顶部