2022年中国硅基负极材料产业前景研究报告

研究自的&摘要 摘要 研究目的 硅基负极是未来：尽管当下的锂离子电油的负极材料以石重类为主，但石孟材料的克音量已经接近其理论极限值，而 本报告研究硅基负极材料的产业化前景，技术进展、企业的技术与产能布局以及 提升锂电池的能量密度足当务之急，鉴于硅基材料的克容量远高于石类，因此用硅基材料作为锂电池的负极成为必然选择 未来市场规模等问题。 口企业的技术与产能布局：国内外的材料，电池以及新能源车企业均切入硅基负极的研发与生产贝特瑞较早进行硅基 材料的研发，目前已具备量产能力，批量供应特斯拉、松下等。璞泰来在硅碳负极、硅氧负极材料领域均有布局，基本具各量产能力。特斯拉通过在负极中持入10%的硅，负极容量达到550mAh/g。 环究区域范国：中国地区 环究同期：2072年上半年 口硅基负板的产业化前景：尽管口前硅基负极材料的产业化应用受到体积膨胀、工艺复杂、成本高等问恶的困扰，但随者工艺的改进，相关问题得到要善解决，叠加动力电池、消费电池等领域的需求爆发，硅基负极将迎来量价齐升 研究对象：硅基负极材料 口硅基负极的未来市场规模：动力及消费电池领城对于基负极的需求快速增长，技术空垒与产能扩张同期较长等原国 此研究将会回答的关键问题 导致硅基材料产能释放不及需求，量价齐升下硅基负极材料的市场将在2026年达264亿元， ①硅基负极材料的产业化难题及应对 策。 2硅基负极材料的未米市场规模。 名词解释 包括人造石墨和天然石墨 →硅基负极：由于硅基材料的比容量高达4.200mAh/g，是碳基材料容量的10-12倍，能够显著提升电池的能量密度，因此获得市场的广泛关注，目前主要包括硅碳负极与硅氧负极： 库伦效率：指电池放电容量与同循环过程中充电容量之比： →循环次数：电池连续重复进行多次的充电一放电的行为称为循环充放电，电池循环充放电的次数称为循环次数， 倍率性能：充放电倍率充放电电流/额定容量， $2027 Ira:d 石墨类占据市场主流，硅基材料引领未来 锂电池的负极材料包括碳基材料（以天然石墨和人造石墨为主）和硅基材料（以硅碳负极和硅氧负极为主），目前人造石墨的市占率逾80%，硅基材料前景广 锂商子电池负极材料分类 描述 硅基负极材料比容量优势巨大 目前碳基负极材料的克容量已接近理论值，而克容量可达4.200mAh/g的硅基负极材料对于提升电池的能 量密度作用明显，但体积膨胀等问题影响其产业化进程 石墨类与硅基负极材料对比 头豹洞案 中日韩厂商主导硅基负极产业链 在硅基负极材料产业链中上游，中日企业占据主导地位。在硅基材料应用方面，日韩企业领先，率先实现应用，中国企业跟进，宁德时代、国轩高科均推出高能量密度的硅基负极产品 锂电池硅基负极材料产业链 点点击前往查看击前往查看 EE 1719 家头豹 目前硅基材料以硅碳负极与硅氧负极为主 硅碳负极的工艺较为成熟，已在动力及消费电池领域有应用，但体积膨胀问题突出，且首效较低；硅氧负极缓解了体积膨胀问题，但生产成本偏高；硅基合金负极的能量密度高，适用于动力电池领域 几类硅基负极材料对比 描述 首次效率 硅基负极的产业化难题与改进策略 硅基负极材料的体积膨胀率高达320%，巨大的体积膨胀将会导致颗粒的破裂粉碎、活性物质的脱落以及 对S印膜的不断破坏，进而影响安全性、循环周数以及容量，可以通过纳米化、预锂化及粘结剂予以改进 锂电池硅基负极材料应用难点及解决方案 描述 硅基负极的应用难点 解决方案及应用率例 口研究表明，在硅材料颗拉的粒径在 150nm以下、制成纳米球/线时，可 以在体积膨胀时更好地释放应力，避 博迁新材基于 休积膨胀的应力导致 硅碳及硅氧负极的制备工艺仍在探索中 在硅碳负极中，通过以碳包覆硅颗粒、嵌入碳纳米管等方式实现改性，硅氧负极材料具备良好的结构稳定性与高克容量等优势 硅碳负极材料分类（根据硅的分布方式划分） 硅氧负极材料的制备方法 carbon 头多si Si IS silicon SiO, SiH, 硅包覆碳，嵌入CNT 包覆式 口首先将二氧化硅压制成饼状，将其加热到1.000-1.500℃，平将加热装置 口硅碳负极材料根据硅的分布方式主要分为包覆型、嵌入型和分子接触型而根据形态则分为颗粒型和薄膜型，根据硅碳种类的多少分为硅碳二元复 的体抽真空后通入硅烷气体，保持温度恒定、保证二者的充分接触，通过反应得到硅氧化物，腔体冷凝后得到硅氧产物，在将硅氧化物粉碎得到前驱体后采用液相、固相或气相法对前驱体进行碳包覆即可得到硅氧负极材料 合与硅碳多元复合。 口通过以碳包预硅材料，在降低材料的体积膨胀率、提升克容量的同时，提高了硅颗粒的导电率。 头 口上述方法下得到的硅氧负极材料循环稳定性良好，并且较传统锂离子电池负极材料具有克容量高等特点。 口在硅碳负极中掺入硅的量逐渐提高，SDI计划推出掺硅量10%的电池产品 各厂商积极开展硅基材料研发，开启在动力及消费电池领域的应用 鉴于硅基负极带来电池能量密度的显著提升，包括CATL、SDI、特斯拉等电池企业及车企主要通过掺硅的方式在负极材料中加入硅材料，进而带动电动车续航里程的提升 各类企业对于硅基负极研发积极性很高 头豹洞察 抢占先发优势，各企业加快硅基材料产能布局 包活瑾泰 目前国内具备硅基负极材料子吨以上产能的主要为贝特瑞、杉杉股份、来、杉杉等企业则完成中试或小规模供货，各企业的产能布局正在加速 国轩高科与正拓能源， 硅基材料出货量猛增，渗透率稳步提升 随着相关问题得到 硅基负极材料的产业化应用面临的是体积膨胀、导电率等技术难题以及成本问题，定程度的解决，厂商的硅基产能逐步释放，硅基材料的出货量与渗透率将加速增长 中国硅基负极出货量及同比增速，2016-2020年 中国硅基负极渗透率逐步走高，2017-2020年 2020 2027 r: 硅基负极材料市场规模将在2026年达264亿元 基于动力电池、消费电池市场以及海外市场需求的驱动，以及紧平衡下硅基材料价格的上涨，量价齐升 下全球硅基负极材料市场规模将在2026年达264亿元 全球硅基负极市场规模，2020-2026年预测 头豹洞案 口随着国内硅碳负极及硅氧负极材料在动力电池及消费电池等领域的应用，市场对硅基负极