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证券研究报告

行业报告|行业深度研究2024年03月01日

硅碳负极深度：量产在即，助电芯突破能量密度桎梏

作者：

分析师孙潇雅SAC执业证书编号：S1110520080009

行业评级：强于大市（维持评级）

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摘要

一、为什么在当前节点关注硅碳负极？

1、从产业背景层面：电芯研发24年降本增效并重：2023年产业链的重心在降本，24年更多的重心从“降本”逐步转移至“增效”上，以

宁德时代的凝聚态电芯为代表的下一代高能量密度电芯标配硅碳负极，高性能电芯持续推进夯实其全球电芯龙头地位；

2、从应用必要性层面：硅碳负极本身是解决能量密度桎梏的突破口：现有石墨材料比热容可达365mAh/g，接近上限372mAh/g，硅材料

理论比热容为4000mAh/g以上，单体电池能量密度可达843Wh/kg；

3、从产业链进程层面：硅碳负极厂家突破多项瓶颈：23-24年以天目先导为代表的头部硅碳负极厂解决膨胀率等瓶颈问题，产业化渐进。

二、技术路线选择？

硅氧成熟但上限低，气相沉积法硅碳负极是电池厂中长期的选择方向：当前阶段硅基负极产品中，以硅氧为主，硅氧负极的局限在于首效

和能量密度（克容量的上限相对较低）。宁德从中长期提升能量密度的角度，鼓励材料厂商发展硅碳负极，尤其是气相沉积法。基于其一

致性更好，CVD法生成的复合材料膨胀率更低，对应循环性能得到显著提升。从材料厂的选择验证，二级头部企业璞泰来、贝特瑞、胜华

新材，以及一级头部企业天目先导等均在重点布局CVD法硅碳技术。

三、气相沉积法硅碳负极产业链

1、设备工艺：回转窑法气密性差且硅烷利用率低，随着流化床设备成熟度的提升，流化床法成为各家的共同选择

（1）回转窑：回转窑沉积时硅烷极易发生自燃爆炸而存在安全隐患，且由于燃烧产生的固体沉淀导致回转窑中硅烷的使用率低，硅烷的

较多浪费使得量产的硅碳产品成本较高；（2）流化床：反应物颗粒与气相的接触程度大、包覆均匀性好、成片纯度高。

流化床的具体优势体现在：1）成本控制：硅烷利用率较高，降低原料的消耗；2）可实现性：流化床设备满足高密闭性、高气压，安全性

更好；3）产品性能：流化床具有高比容量、高首效、高循环稳定性、高倍率性能等优点。

2、核心材料-多孔炭：从0-1新应用，量产难度大，专业多孔炭企业享技术/成本优势

多孔炭是与硅碳负极匹配度极高，从0-1的新材料。多孔炭对最终硅碳负极的性能起关键性作用。因此硅碳负极纯品对多孔炭的品质提出

了极高的要求。专业的多孔炭厂家具备：1）原料筛选、加工处理等性能优势，2）降低原料单耗、能耗、以及规模效应等降本优势。

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摘要

3、核心材料-硅烷气：特气市场供需两旺，硅碳新应用打开需求空间

从竞争格局上看：近1-2年市场供给仍以硅烷科技、兴洋科技、中宁硅业等企业为主，和远气体等综合性气体企业若顺利切入本行业，将

在未来的市场竞争中占据重要地位。

从供需结构上看：2023年需求侧缺口较大，价格处于高位，2024年起供给大规模产能释放，供不应求有望逐步缓解。

四、投资建议

硅碳负极产业链内原材料/设备当中，流化床设备龙头苏州纽姆特未上市，原材料硅烷产品与其他应用领域无差异，主要取决于硅烷供需本

身，我们预计随着24-25年大规模扩产落地，硅烷供不应求有望缓解。我们认为投资机会在从0-1且对硅碳纯品性能影响大的多孔炭环节。

重点标的-元力股份：颗粒炭替代煤基炭为主业成长性赋能，新能源碳材料蓄势向上

1、传统主业：活性炭领域国内王者，颗粒炭打开主业成长空间：粉状活性炭元力国内市占率30%，10万吨产能远超国内友商（通常在2万

吨以内）。颗粒炭替代：1）短期替代煤质炭：2）中期活性炭出海：3）长期国内木质炭需求放量；

2、多孔炭新业务：具备技术的先发优势以及量产后的成本优势，有望占据多孔炭领域龙头地位。

风险提示：新技术兑现不及预期、供