一、硅基负极材料概述
硅基负极材料的制备方法较多,相较于石墨负极材料,其制备工艺复杂,技术壁垒高,目前行业仅少数企业掌握,且产品未标准化,大规模生产存在一定困难。目前,主要包括化学气相沉积法、机械球磨法、溶胶凝胶法、高温热解法等,其中前两者适合于工业化生产。
硅基负极材料的主要生产工艺
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硅基负极材料因其具有较高理论比容量,被认为是下一代高容量锂离子电池负极材料的首选。根据结构划分,硅基负极材料通常分为包覆型硅基负极、负载型硅基负极和分散型硅基负极,其中包覆型硅基负极又分为多孔型、核壳型和空心核壳型,碳包覆层通常为无定形碳。
硅基负极材料结构划分
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相关报告:华经产业研究院发布的《2019-2025年中国硅基负极材料行业发展趋势预测及投资战略咨询报告》
二、硅基负极材料发展现状
硅基负极产业化时间较短,1996年开始硅基负极的研究,至2013、2014年才分别实现硅碳(Si/C)负极、硅氧(SiO/C)负极的产业化,并于2015年和2017年陆续推向消费和动力电池领域,目前,日企处于行业领先。
硅基负极材料的发展
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我国硅基负极材料尚处于初级化发展阶段,实际应用还比较小众,大部分企业处于送样测试阶段,与石墨负极相比,硅基负极材料市场体量较小且增长缓慢,2019年国内硅基负极材料出货量为0.37万吨,在负极材料中的渗透率约仅为1.4%。
2016-2019年国内硅基负极材料出货量
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三、硅基负极材料市场格局
目前,硅基负极材料的应用以国际厂商领先,国内厂商处于跟进状态。国内主要硅基负极材料生产企业包括贝特瑞、杉杉股份、璞泰来、正拓能源、星城石墨、斯诺实业等,其中能够量产的企业较少,以贝特瑞硅基负极性能最为领先,且能够大批量供货,目前已经进入了松下的供应链,间接供应特斯拉,领先同行。其他厂商目前尚处于研发或小批量量产阶段,近年来也在积极推进硅碳负极的产业化。
国内主要硅基负极材料厂商
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四、硅基负极材料发展前景展望
与石墨类负极材料相比,硅碳负极材料具有超高的理论比容量和较低的脱锂电位,在对锂离子电池能量密度的要求逐步提高,及电池厂商对于高镍体系掌握的逐步成熟的背景下,石墨负极体系向硅基负极体系升级成为主要方向。近年来,硅基负极材料的应用已逐步展开,下游以特斯拉为代表的汽车厂商已搭载由硅基负极制造的动力电池,目前,商业化程度最高的两种硅基负极材料分别为碳包覆氧化亚硅、纳米硅碳。
硅碳复合材料和石墨类负极材料的对比
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由于硅基负极以容量定价,相较于石墨类负极材料,硅基负极材料的单价较高,均在10万以上,毛利率达40%以上,而石墨负极材料的毛利率为20%-30%。随着硅基负极制备工艺的不断完善,和产业规模化的逐步成熟,叠加特斯拉电池新技术,硅基负极规模化应用有望加速。
石墨类负极及硅基负极单价对比
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华经产业研究院通过对中国硅基负极材料行业海量数据的搜集、整理、加工,全面剖析硅基负极材料行业总体市场容量、竞争格局、市场供需现状及硅基负极材料行业重点企业的产销运营分析,并根据硅基负极材料行业发展轨迹及影响因素,对硅基负极材料行业未来的发展趋势进行预测。帮助企业了解硅基负极材料行业当前发展动向,把握市场机会,做出正确投资决策。更多详细内容,请关注华经产业研究院出版的《2019-2025年中国硅基负极材料市场运行态势及行业发展前景预测报告》。