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在全球能源轉(zhuǎn)型的大背景下，電池技術(shù)的革新成為了推動電動汽車及儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心動力,。

硅基負極材料憑借能量密度優(yōu)勢,，正逐漸成為未來負極材料的升級方向，而CVD法硅碳負極更是以其獨特的技術(shù)突破,，為這一領(lǐng)域打開了廣闊的市場空間,。 

01、硅基負極：能量密度

傳統(tǒng)石墨負極的理論能量密度為372mAh/g,，當(dāng)前應(yīng)用中的石墨比容量已逼近極限,。與之形成鮮明對比的是，硅負極理論能量密度高達4200mAh/g,，作為已知可用于負極材料中理論比容最高的材料,，硅負極在提升單體電芯容量方面潛力巨大，有望大幅提升電池的能量密度,，為高能量密度電池的發(fā)展帶來新的曙光,。 

然而，硅材料在實際應(yīng)用中面臨著兩大棘手問題：膨脹與導(dǎo)電性,。硅在脫嵌鋰過程中,，體積會急劇膨脹至原來的3倍以上，這會導(dǎo)致活性物質(zhì)在充放電循環(huán)中粉化脫落,，SEI膜無法穩(wěn)定存在,，進而使電池容量快速衰減，循環(huán)性能惡化,。

圖為：博億CVD法硅碳負極解決方案

同時,，硅的低電導(dǎo)性限制了其容量的充分發(fā)揮，體積變化還會破壞活性物質(zhì)與導(dǎo)電劑,、粘結(jié)劑的接觸,，進一步降低導(dǎo)電性，且硅表面的SEI膜厚且不均勻,，對電池整體比能量產(chǎn)生負面影響,。 

為解決這些問題，硅基材料納米化以及與碳材料復(fù)合成為了主要的技術(shù)路徑,。

硅基材料與碳復(fù)合形成的結(jié)構(gòu),，能夠利用石墨材料緩沖Si材料在循環(huán)過程中的體積變化，從而提高硅負極材料的循環(huán)性能和倍率性能,。目前,，硅基負極主要以硅碳及硅氧兩種形式，在一定程度上緩解了硅膨脹問題,。 

02,、硅基負極的發(fā)展歷程與挑戰(zhàn)

此前,，硅基負極以球磨法硅碳負極與硅氧負極為主流。球磨法工藝相對簡單,，易于量產(chǎn),，它通過砂磨機將合適的硅源與碳源研磨至納米級別，實現(xiàn)硅碳均勻混合,，在一定程度上改善了循環(huán)問題,。 

但在研磨過程中，硅顆粒極易團聚,，導(dǎo)致材料循環(huán)性能難以達到理想狀態(tài),。而硅氧負極則通過在材料嵌鋰脫鋰過程中，使SiOx與Li反應(yīng)生成粒徑在5nm以下的單質(zhì)硅,，有效解決了膨脹問題,。 

圖為：博億CVD法硅碳負極解決方案中的稱重計量工序

不過，這一過程會消耗大量鋰離子,，致使硅氧負極首效僅為75%左右,，遠低于石墨的95%。若采用預(yù)鋰化技術(shù)解決首效問題,，硅氧負極整體成本將大幅攀升至接近100萬元/噸,，性價比大打折扣。 

03,、CVD法硅碳負極：技術(shù)突破與市場機遇

CVD法硅碳負極的出現(xiàn),，為上述難題提供了創(chuàng)新性的解決方案,。其核心技術(shù)是通過多孔碳骨架儲硅,，并利用多孔碳內(nèi)部空隙緩沖硅嵌鋰過程中的體積膨脹，這使得材料膨脹率低,、循環(huán)性能優(yōu)異,。

同時，碳骨架密度小,、質(zhì)量輕,，進一步提升了材料的能量密度。不僅如此,，CVD氣相沉積硅所需生產(chǎn)流程較短,，隨著硅烷價格下降、利用率提升以及氣相沉積設(shè)備的放大,，理論成本還有進一步降低的空間,。 

圖為：博億CVD法硅碳負極解決方案惰性氣體充入置換倉畫面

從市場應(yīng)用來看，消費市場已率先為CVD法硅碳負極打開局面,。但自2024年起,，CVD硅碳負極開始在高端手機機型上大規(guī)模應(yīng)用,，預(yù)計2025年滲透率將提升至25%以上。

目前硅基負極在消費電池中的摻雜比例約為6%,，未來有望提升至10%以上,。 在動力領(lǐng)域，硅碳負極初期應(yīng)用于圓柱電池,。特斯拉21700電池采用了球磨型硅碳負極方案,，但由于球磨法難以滿足動力電池的高性能要求，隨著4680大圓柱電池在2025年起量,，以及海外三元方向電池對更高性能負極材料的需求增加,，CVD法方案成為了新的選擇。 

圖為：博億CVD法硅碳負極材料在氣相沉積爐中發(fā)生的變化

國內(nèi)電池廠將在2025年率先應(yīng)用CVD法硅碳負極,，這將促使市場需求規(guī)模迅速擴大,。

預(yù)計2025年全球CVD硅碳負極銷量將達0.15萬噸，到2030年,，隨著滲透率提升和成本下降,，全球需求有望飆升至8萬噸左右。

 04,、主流廠商布局與產(chǎn)業(yè)前景

面對CVD法硅碳負極的巨大潛力,，主流廠商紛紛加速在這一路線的布局。

目前,，硅基負極產(chǎn)能仍以硅氧及球磨法硅碳為主,，但CVD法產(chǎn)能已在規(guī)劃之中。

海外Group14已實現(xiàn)量產(chǎn),，天目先導(dǎo),、蘭溪致德等初創(chuàng)公司具備千噸級產(chǎn)能，貝特瑞,、璞泰來等傳統(tǒng)負極材料巨頭也陸續(xù)跟進,。 

圖為：博億CVD法硅碳負極材料在包覆爐中的畫面

當(dāng)前硅碳負極售價較高，在40萬元/噸以上,，主要原因是多孔碳成本占比較高,，且生產(chǎn)設(shè)備多為20公斤級。但從長遠來看,，隨著100kg設(shè)備的大規(guī)模應(yīng)用以及多孔碳原材料成本的降低,，硅碳負極售價有望降至20萬元/噸以內(nèi)。 按照10%的添加比例計算,，單噸負極成本提升不足2萬,，電池成本提升0.015元/wh以內(nèi)，成本可控性增強,，將進一步提升產(chǎn)品性價比,，帶動產(chǎn)業(yè)需求放量,。 

在原材料方面，硅碳負極的發(fā)展將帶動多孔碳,、單壁碳管及PAA等原材料市場的增長,。 

圖為：博億CVD法硅碳負極解決方案

其中，多孔碳作為硅碳負極的核心原材料,，其造孔技術(shù)和產(chǎn)品設(shè)計直接決定了硅碳負極的性能,，行業(yè)壁壘較高。

預(yù)計到2030年,，硅碳負極需求達8萬噸,，對應(yīng)市場空間130億元，多孔碳需求約4萬噸,，按價格降至13萬元/噸計算,，對應(yīng)市場空間可達50億元，硅烷預(yù)計對應(yīng)4萬噸需求,，對應(yīng)16億元市場空間,。

單壁碳管粉體添加比例預(yù)計達0.2%左右，2030年對應(yīng)1300噸以上需求,，對應(yīng)33萬噸漿料,。 

圖為：博億CVD法硅碳負極解決方案中的空氣置換倉畫面

CVD法硅碳負極憑借其在性能和成本上的雙重優(yōu)勢，正站在電池材料技術(shù)變革的風(fēng)口浪尖,。

隨著技術(shù)的不斷成熟,、市場應(yīng)用的逐步拓展以及產(chǎn)業(yè)鏈上下游的協(xié)同發(fā)展，CVD法硅碳負極有望重塑電池負極材料市場,。