中國(guó)粉體網(wǎng)訊  目前，新能源汽車廠商均采用人造石墨作為鋰電池負(fù)極材料，但石墨類負(fù)極在鋰電池中的理論比容量只有372mAh/g,，商業(yè)化高端石墨材料的實(shí)際比容量為360～365mAh/g,。鋰離子電池走到今天，能量密度可以說是走到了盡頭,，過去10年能量密度可以說是從牙縫里擠出來的：減薄基材,、增加壓實(shí)密度、增加工作電壓,、提高石墨的首效等,。但是這些手段是有邊界的,，現(xiàn)在都到了他們的天花板,，無奈之下，大家又想起了硅,。硅基負(fù)極材料以其十倍于石墨類負(fù)極,、高達(dá)4200mAh/g的克容量，成為理想的動(dòng)力電池升級(jí)的材料突破點(diǎn),。

需求端

2017年我國(guó)硅基負(fù)極材料出貨量?jī)H為0.16萬噸,；2020年出貨量達(dá)到0.6萬噸；而在剛過去的2021年,，更是單月出貨量接近1000噸,。在對(duì)能量密度要求逐步提升的行業(yè)背景下，硅基負(fù)極材料逐步成為產(chǎn)業(yè)關(guān)注焦點(diǎn),。

2017–2021年硅基負(fù)極材料出貨量（公開資料整理）

高速增長(zhǎng)背后,，一方面，來自于電動(dòng)工具,、智能家居鋰電池市場(chǎng)需求旺盛,，疊加國(guó)際電動(dòng)工具巨頭、跨境電商等鋰電池供應(yīng)向國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)移,，高容量,、高倍率鋰電池需求增加帶動(dòng)國(guó)內(nèi)硅基負(fù)極需求起量。

另一方面,，源于動(dòng)力電池的穩(wěn)定增長(zhǎng),，尤其即將到來的4680電池將成為吹動(dòng)市場(chǎng)的暖風(fēng)。2022年4月8日,，在德州超級(jí)工廠Cyber Rodeo盛大開幕活動(dòng)之后,，特斯拉正式交付了該工廠生產(chǎn)的首批采用4680電池的Model Y量產(chǎn)車。

首批Model Y量產(chǎn)車交付（來源：特斯拉）

據(jù)了解,，每輛Model Y大約需要1000個(gè)4680電池,，為了百萬級(jí)的汽車交付目標(biāo)，特斯拉除了自制電池之外，外購(gòu)必不可少,。這一背景下,，國(guó)內(nèi)外頭部鋰電池供應(yīng)商正加速推進(jìn)4680電池產(chǎn)線建設(shè)，多廠商跟進(jìn),，大圓柱電池將成為硅基負(fù)極增長(zhǎng)爆發(fā)點(diǎn),。

供給端

國(guó)外硅基負(fù)極廠商主要有日本昭和電工材料、信越化學(xué),，韓國(guó)大洲電子,，美國(guó)Amprius、Group14,、Sila Nano,、Enevate，加拿大NEO Battery,，以色列StoreDot等,。

日本昭和電工于2019年收購(gòu)了“日立御三家”之一的日立化成，合并自己的硅基負(fù)極業(yè)務(wù)成立了昭和電工材料株式會(huì)社,，客戶主要為日本松下和特斯拉,。

韓國(guó)大洲通過在三維納米結(jié)構(gòu)中均勻控制硅微粒和硅酸鹽納米顆粒，得到硅復(fù)合氧化物,，然后加入到現(xiàn)有碳基負(fù)極材料中（5~25wt%）,，將負(fù)極容量從350mAh/g大幅提升至400~600mAh/g，產(chǎn)品品牌為DMSO,，包含DMSO Hxx和DMSO HCE 8516兩個(gè)系列,。

DMSO硅基負(fù)極產(chǎn)品參數(shù)（來源：韓國(guó)大洲）

美國(guó)Amprius以其100％硅納米線技術(shù)聞名，2022年1月18日,，Amprius（南京）有限公司2萬噸新型硅負(fù)極材料生產(chǎn)基地項(xiàng)目在安徽省合肥廬江高新區(qū)正式簽約并破土動(dòng)工,。生產(chǎn)基地將分三期建設(shè)完成，總投資約20億元,，首期建設(shè)工程預(yù)計(jì)在2022年下半年完成并投產(chǎn)運(yùn)行,。

美國(guó)Group14的旗艦產(chǎn)品為硅碳復(fù)合負(fù)極材料SCC55™，該產(chǎn)品于2021年4月開始商業(yè)化生產(chǎn),。目前,，Group14在華盛頓有一家BAM工廠，年產(chǎn)量120噸,；正計(jì)劃在華盛頓再建設(shè)1家BAM工廠,；此外，在韓國(guó)規(guī)劃了1家BAM工廠,，總計(jì)每年將生產(chǎn)12000噸或更多的SCC55™,。

SCC55™（來源：Group14）

美國(guó)Sila Nano的硅負(fù)極材料與市場(chǎng)所熟知的,、將部分石墨替換為硅的硅基電池不同，其目標(biāo)為全硅負(fù)極材料,。近日,，梅賽德斯-奔馳與Sila Nano達(dá)成合作，從2025年開始,，梅賽德斯-奔馳將在其G-Class電動(dòng)車上搭載硅基負(fù)極高能量密度電池,，該電池將由寧德時(shí)代供貨，而負(fù)極材料供貨商正是Sila Nano,。

加拿大NEO Battery專注于通過專有的納米涂層開發(fā)電動(dòng)汽車鋰離子電池硅負(fù)極材料NBMSiDE,。2021年，NEO推出NBMSiDE-P100,、NBMSiDE-P200和NBMSiDE-C100三種變體，并計(jì)劃于2022年底實(shí)現(xiàn)半商業(yè)規(guī)模生產(chǎn),，規(guī)劃產(chǎn)能為2000噸/年,。

NBMSiDE-P100、NBMSiDE-P200和NBMSiDE-C100（來源：NEO Battery）

以色列StoreDot設(shè)計(jì)的以硅為主陽(yáng)極的電池“XFC-Flash Battery”,，以其快速充電能力而著稱。第一批開發(fā)樣品于2021年年初向潛在合作伙伴展示,，然后在2021年5月與中國(guó)電池制造商EVE Energy簽署了戰(zhàn)略框架協(xié)議--目標(biāo)是到2024年實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn),。

國(guó)內(nèi)真正實(shí)現(xiàn)硅基負(fù)極量產(chǎn)及批量供貨的企業(yè)只有杉杉股份、貝特瑞,。其他公司處于布局,、研發(fā)、或中試階段,。

貝特瑞硅基負(fù)極現(xiàn)有產(chǎn)能滿產(chǎn)滿銷,。新建4萬噸硅基負(fù)極材料項(xiàng)目，一期1.5萬噸將于2023年12月底前建成投產(chǎn),；2028年前4萬噸產(chǎn)能全面達(dá)產(chǎn),。

杉杉股份已率先實(shí)現(xiàn)批量供貨，在快充消費(fèi)類產(chǎn)品市場(chǎng)保持領(lǐng)先,。最新一代快充類產(chǎn)品（3C,、5C）已經(jīng)在全球主流消費(fèi)類企業(yè)試產(chǎn)，預(yù)計(jì)2022年全面導(dǎo)入,；在動(dòng)力電池應(yīng)用領(lǐng)域也已通過主流車企的多輪評(píng)測(cè)，預(yù)計(jì)明年可批量出貨,。

璞泰來目前已完成第二代硅碳負(fù)極產(chǎn)品研發(fā),，且具備了產(chǎn)業(yè)化條件,，計(jì)劃產(chǎn)能1000噸,，預(yù)計(jì)2022年底量產(chǎn)；此外,，還在溧陽(yáng)建立了氧化亞硅中試線,。

石大勝華一期1000噸硅基負(fù)極已經(jīng)進(jìn)入試生產(chǎn)階段,，預(yù)計(jì)今年下半年批量出貨。5月5日,，公司公告,，擬投資建設(shè)3萬噸/年硅基負(fù)極項(xiàng)目，該項(xiàng)目預(yù)計(jì)2024年4月投產(chǎn),，加上此前規(guī)劃的2萬噸硅基負(fù)極項(xiàng)目,，全部達(dá)產(chǎn)后，公司硅基負(fù)極產(chǎn)能將達(dá)到5萬噸/年,。

硅寶科技的硅碳負(fù)極材料已通過數(shù)家電池廠商測(cè)評(píng)并實(shí)現(xiàn)小批量供貨,，已得到部分電池廠商認(rèn)可，未來可放量合作,；規(guī)劃建設(shè)的1萬噸/年硅碳負(fù)極材料項(xiàng)目正在進(jìn)行相關(guān)手續(xù)辦理,，規(guī)劃廠房也在設(shè)計(jì)中,。

翔豐華在硅碳和硅氧負(fù)極方面均有研發(fā),。硅碳負(fù)極材料產(chǎn)品處于中試階段，并已具備產(chǎn)業(yè)化條件,；硅氧負(fù)極材料目前處于中試階段,。

量產(chǎn)瓶頸

目前，硅基負(fù)極大規(guī)模量產(chǎn)仍然面臨幾大瓶頸：

（1）硅基負(fù)極仍然存在硅易體積膨脹,、導(dǎo)電性差,、首次充放電損耗大等問題；

（2）硅基負(fù)極仍處于產(chǎn)業(yè)化初期階段,，產(chǎn)能規(guī)模小,、價(jià)格高昂，缺乏性價(jià)比優(yōu)勢(shì),；

（3）硅基負(fù)極復(fù)合摻雜比例小,，增量空間有限，工藝技術(shù)尚待突破,。

歷經(jīng)蟄伏,，2023年將迎爆發(fā)

前幾年對(duì)高能量密度動(dòng)力電池，政策補(bǔ)貼大力支持,，硅基負(fù)極市場(chǎng)向好發(fā)展,。這兩年政策補(bǔ)貼大幅滑坡，上下游產(chǎn)業(yè)降本和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)更加慘烈,，前景無限美好的硅基負(fù)極市場(chǎng)需求一度陷入萎靡不振。

當(dāng)前硅基負(fù)極主要應(yīng)用在消費(fèi)電子,、電動(dòng)工具等領(lǐng)域,，而蘊(yùn)藏更大增量空間的是動(dòng)力電池領(lǐng)域,。2021年全球動(dòng)力電池裝機(jī)量296.8GWh，而根據(jù)韓國(guó)調(diào)研機(jī)構(gòu)SNE Research的預(yù)測(cè),，2023年這一數(shù)據(jù)將達(dá)到663GWh,。受動(dòng)力電池市場(chǎng)增長(zhǎng)帶動(dòng)，尤其是4680大圓柱電池的放量,，硅基負(fù)極需求將進(jìn)一步增加,，預(yù)計(jì)2023年硅基負(fù)極材料會(huì)有規(guī)模級(jí)產(chǎn)能釋放,。

參考資料：中國(guó)粉體網(wǎng),、財(cái)聯(lián)社、高工鋰電,、電池百人會(huì)-電池網(wǎng) 

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/長(zhǎng)安）

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