硅基负极,锂电材料升级的必经之路

硅基负极是未来发展方向,商业化应用仍需解决体积膨胀等问题目前锂电负极材料以石墨类为主,占比高达 98%,石墨类负极比容量 均在 350mAh/g 以上,已经接近理论比容量上限 372mAh/g。硅基负极优势明显,理论比容量最高达 4200mAh/g,是石墨材料 10 倍以上, 并且硅能从各个方向提供锂离子嵌入和脱出的通道,快充性能优异,是未来负极的发展方向。但硅基负极在嵌锂过程中体积膨胀严重、材料导 电性差、首效和循环性能等问题制约了其商业化应用,2021 年出货量 仅为 1.1 万吨,渗透率不足 2%,方向明确,潜力巨大。
⚫硅氧和硅碳主流路线享溢价,技术创新空间大、单位投资与价格趋降在目前商业化应用中,硅负极采用掺杂方式加入到人造石墨中,技术路线分为硅碳和硅氧,硅碳负极是指纳米硅与石墨材料混合,首效高、体 积膨胀较大、循环性能较差;硅氧负极则采用氧化亚硅与石墨材料复合, 首效低、成本高、循环性能更好。不同硅基负极企业一体化程度不同投资额不同,目前均大幅高于石墨负极,随技术进步规模化投产后,硅基负极投资额会逐步下降;硅基负极的原材料主要由硅材料和石墨构成, 纯品硅价格区间较大,根据掺硅比重的不同,硅基负极理论价格区间在 7-17 万元之间,未来随着规模效应和技术降本,长期价格将会下降。
⚫ 硅基负极受益 4680 拉动渗透提升,预计 2025 年空间或达 300 亿元随着新能源车快速发展,快充技术发展和续航里程焦虑、4680大圆柱电池带动硅基负极在动力市场需求快速上量。预计 2025 年由特斯拉 4680 驱动市场或达 183.7 亿元,除外,硅基负极也将在 2023 年后应 用在其他动力电池尤其是高镍领域,加上消费电池渗透率提升所带的增量,我们预计 2025 年全球硅基负极市场空间或将达 300 亿元。
⚫ 硅基负极放量带动粘结剂 PAA、补锂剂、碳纳米管粉体等新型材料 发展,2025 年市场空间分别为 51.3、34.2、73 亿元
新型粘结剂 PAA 国产替代加快,预计 2025 年市场空间为 51.3 亿元; 正极预锂化为目前主流,负极预锂化值得关注,补锂剂需求旺盛,预计 2025 年市场空间为 34.2 亿元;碳纳米管导电剂能显著提升电池性能, 渗透率逐步提高,预计 2025 年市场空间为 73 亿元。

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