硅基负极材料获突破,硅碳负极市场前景广阔
AI导读:
近日,贝特瑞公司“高能量密度锂离子电池用硅基负极材料的开发与产业化”项目荣获北京市科学技术进步奖一等奖。硅基负极以其高比容量优势,成为锂离子电池负极材料新宠。随着固态电池技术突破和CVD工艺推出,硅碳负极市场需求持续增长,多家A股上市公司积极布局该领域。
据中证网最新报道,在近日举办的北京市科技大会暨科学技术奖励大会上,贝特瑞公司携手合作伙伴共同研发的“高能量密度锂离子电池用硅基负极材料的开发与产业化”项目荣获北京市科学技术进步奖一等奖。这一荣誉不仅彰显了贝特瑞在新能源材料领域的创新能力,也预示着硅基负极材料将迎来更广阔的市场前景。据开源证券1月8日发布的研报指出,硅基负极以其高比容量的优势,正逐渐成为锂离子电池负极材料的新宠。随着固态电池技术的不断突破,硅基负极材料的需求有望持续增长。
中信证券在1月25日的研报中进一步强调,硅基负极材料作为理想的下一代负极材料,其中硅碳负极更是被市场广泛看好,被视为主要的发展方向。目前,各大手机厂商已在其电池技术中广泛采用硅碳负极,搭载硅碳负极的机型价格已下探至千元级别,标志着硅碳负极已正式迈入大规模应用的新阶段。
硅碳负极的制备工艺主要包括机械球磨法和气相沉积法(CVD法)两种。东吴证券分析师曾朵红在1月27日的研报中指出,CVD法硅碳负极通过多孔碳骨架来储硅,具有膨胀率低、循环性能优异的特点。同时,碳骨架本身密度小、质量轻,使得材料能量密度更高、性能潜力更大。预计从2024年起,CVD硅碳负极将在荣耀、华为、VIVO、OPPO等高端手机机型上实现大规模应用,到2025年,其市场渗透率将进一步提升至25%以上,成为全球硅碳负极市场的放量元年。据预测,到2030年,全球硅碳负极行业需求有望增长至7.7万吨,实现五年50倍的增长。

在硅碳负极的制备过程中,多孔炭作为一种与硅碳负极匹配度极高的新材料,对最终硅碳负极的性能起着关键性作用。多孔炭的制备工艺具有较高的行业壁垒,主流原材料包括树脂法及生物质法两种。然而,由于树脂法原材料成本较高,售价在25-30万元/吨之间,而生物质路线虽然原材料价格便宜,但性能难以满足硅碳负极的需求。因此,如何降低多孔炭的成本并提高其性能,成为当前硅碳负极材料研发的重要方向。
曾朵红分析指出,当前硅碳负极售价高达40万元/吨以上,主要原因在于多孔炭占成本比例较高,且生产设备规模较小。然而,随着未来100kg级设备的大规模应用以及多孔炭原材料成本的降低,硅碳负极的售价有望降至20万元/吨以内。这将使得硅碳负极的成本更加可控,性价比进一步提升。此外,硅碳负极的另一原材料硅烷自2024年以来受光伏行业调整影响,价格承压下滑。从23年的20-25万元/吨降至24年下半年的5-10万元/吨以内,这将进一步降低硅碳负极的成本。
硅碳负极的应用还需配合单壁碳管及新型粘结剂PAA。单壁碳纳米管因其独特的物理特性,与硅基材料具有良好的电接触,能够在极低添加量下形成三维导电网络,从而大幅改善硅基负极的循环性能。同时,PAA能与硅形成类似固体电解质界面的包覆层,显著改善硅基负极的循环性能,减轻膨胀影响。
在A股上市公司中,贝特瑞作为国内硅基负极领域的龙头企业,最早进行硅碳负极的研发和量产,目前具备0.6万吨的硅基负极产能。此外,璞泰来、道氏技术、天奈科技、元力股份等企业也在积极布局硅碳负极领域。其中,璞泰来初步投产0.15万吨硅碳负极产能,道氏技术已建立了技术先进的硅基负极材料一体化研发生产体系,天奈科技在单壁碳管领域具备20吨产能,元力股份则聚焦多孔碳领域,已完成500吨产线建设。此外,日播时尚拟通过发行股份及支付现金的方式购买茵地乐71%股权,茵地乐是行业首家主营PAA类锂电水性粘结剂的企业,其PAA产品已成功导入众多主流客户。
天风证券分析师孙潇雅在1月2日的研报中表示,随着CVD工艺的推出,硅负极在消费电池领域已形成成熟化应用,动力领域也处于放量前期。因此,建议关注硅负极率先应用的消费电池公司,如豪鹏科技等。
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