电力设备及新能源行业电池与电气系统系列报告(109)：新一代硅碳负极开始规模应用.pdf

行业深度报告

正文目录

一、下游正在开启商业化应用4

1、手机、车端开始扩大应用，低空领域需求迫切4

2、硅碳负极适配不同的材料体系4

二、新一代硅碳技术路线趋于明确6

1、CVD硅碳负极解决了膨胀力问题，成本更低6

2、CVD硅碳负极或成为发展主流7

三、硅碳负极已具备规模化应用基础，产业链仍有部分卡点9

1、硅碳负极从小批量逐步进入量产化阶段，技术仍有改善空间9

多孔碳基底：多孔碳骨架对硅碳负极性能起关键作用9

纳米硅沉积：一致性、扩大规模是难点10

硅烷：长期供需可能偏紧，运输管控严格10

2、硅基负极使用比例提升有望带动粘结剂PAA的推广11

3、原材料价格有所降低，成本下降还有空间12

4、预计未来几年硅碳负极需求将达万吨级别13

投资建议14

风险提示14

相关报告14

图表目录

图1：智己汽车使用硅碳负极5

图2：一加冰川电池使用硅碳负极5

图3：真我联合宁德新能源发布聚能电池5

图4：小米金沙江电池5

图5：硅负极失效机理1：膨胀导致活性物质接触变差7

图6：硅负极失效机理2：反复破碎消耗锂源形成SEI膜7

图7：硅基负极不同合成路径7

图8：硅基负极发展历程8

图9：多孔碳骨架示意图11

图10：回转窑工艺流程图11

图11：CVD流化床工艺路线11

图12：纽姆特流化床11

图13：PAA黏结剂与活性材料间的作用机理图12

图14：PAA黏结剂解决活性材料体积变化的模型图12

图15：高端石墨价格、硅碳负极原材料成本对比（单位：万元/吨）13

图16：人造石墨价格（单位：万元/吨）13

表1：手机电池硅碳负极使用情况4

表2：不同类型负极材料性能对比6

表3：常规硅碳负极与新一代硅碳负极对比7

表4：上市公司硅碳负极进展8

表5：不同前驱体多孔碳优缺点11

敬请阅读末页的重要说明2

行业深度报告

表6：主流负极粘结剂性能介绍与对比12

表7：硅碳负极产业链各环节空间测算13

敬请阅读末页的重要说明3

行业深度报告

一、下游正在开启商业化应用

1、手机、车端开始扩大应用，低空领域需求迫切

消费电池方面，2024年下半年以来，多家手机企业发布搭载硅碳负极的机型，在

保证快充性能的同时，能量密度进一步提升，目前应用主要集中于中高端机型。

动力电池方面，逐渐从硅氧负极向硅碳负极切换。早在2017年，特斯拉便在圆柱

电池上使用了硅氧负极，未来在新一代4680电池上有望使用硅碳负极。2022年广

汽埃安发布了搭载海绵硅负极电池、续航1000公里的AIONLXPLUS车型。奔驰

计划将于2024年底推出采用负极硅基锂电池的EQG车型，2025年推出G-Class

车型。2024年，上汽智己L6发布，使用半固态电池，搭载新一代高比能复合硅碳

负极，续航突破1000km。

2、硅碳负极适配不同的材料体系

目前针对300Wh/kg以上的高能量密度锂电池，行业普遍采用硅基材料作为负极，

在固态电池上也作为过渡到锂金属负极之前的材料来应用。当下新一代硅碳负极循

环寿命约1500次，首效性能也得到改善，已逐渐满足动力电池和消费电池的使用

标准。由于循环和压实性能更加适配，硅碳负极在钴酸锂正极和高镍正极中应用更

加迅速，随着性能的持续改善，后续有望向磷酸铁锂电池进军。

动力电池：适配高镍三元体系，在磷酸铁锂体系中应用仍需改善性能。三元电池寿

命较低，更加适配现阶段硅碳负极，同时目前三元主要应用于长续航高配版本车型，

部分车型已达1000km