转自：远瞻智库

近两年，方形铁锂得益于CTP、刀片电池的技术进步，在续航里程公里及以下乘用车市场性价比十足。高镍+硅基负极+大圆柱三者优劣势互补主打高能量密度，更适配公里续航以上市场。大圆柱的优势是不易热失控和弧形表面更耐膨胀。高镍三元优势是能量密度高，劣势是成本高+热稳定性差，成本高的改变可依赖三元一体化镍冶炼投放降低镍的成本，热稳定性差可搭配圆柱封装形式改善。硅基负极优势是能量密度高+适合快充，劣势是成本高+易膨胀，我们认为成本高是初期，可依赖规模化降本，易膨胀可搭配圆柱封装形式。

摘要

我们认为当前锂电池有两大技术路线，以方形铁锂为代表的高性价比路线和以三元高镍大圆柱为代表的高性能路线。

近两年，方形铁锂得益于CTP、刀片电池的技术进步，在续航里程公里及以下乘用车市场性价比十足。根据鑫椤锂电数据，22年3月25日铁锂方形动力电芯均价为0.77元/wh，同期三元方形动力电芯均价在0.84元/wh。得益于刀片电池技术，比亚迪LFP版车型能量密度达Wh/kg，续航里程达km，突破了铁锂续航里程天花板。

往后看，高镍+硅基负极+大圆柱三者优劣势互补主打高能量密度，更适配公里续航以上市场。大圆柱的优势是不易热失控和弧形表面更耐膨胀。高镍三元优势是能量密度高，劣势是成本高+热稳定性差，成本高的改变可依赖三元一体化镍冶炼投放降低镍的成本，热稳定性差可搭配圆柱封装形式改善。硅基负极优势是能量密度高+适合快充，劣势是成本高+易膨胀，我们认为成本高是初期，可依赖规模化降本，易膨胀可搭配圆柱封装形式。

本篇报告系高镍+高电压+大圆柱“系列新技术报告——从硅负极说起新材料的投资机会，并引申出周边新材料投资机会，如单壁碳纳米管、补锂剂、PAA粘结剂，有望得以受益于低基数+渗透率提升，未来几年市场空间增速可观，得益于技术溢价，龙头利润空间有望可观。

硅是负极材料进步的方向，放量在即。目前主流石墨负极企业比容量可做到-mAh/g，接近理论比容量mAh/g，负极材料急需升级，硅材料理论比容量达mAh/g，是石墨的10倍以上。受制于膨胀率高(硅在%，石墨在12%)，硅负极产业化受阻，目前硅基负极主要应用在高端3C数码、电动工具、高端动力电池领域，在负极渗透率不足2%。特斯拉自产电池大圆柱明确表示采用硅负极，此外车企电池厂如松下、三星、广汽、蔚来等也宣布采用硅负极。硅负极一般通过掺杂的形式到人造石墨中以实现产业化(目前掺杂比例在5%左右)，根据硅材料选择的不同分为硅碳、硅氧两条技术路线。

硅碳负极:采用纳米硅和石墨材料混合，目前商业化容量在mAh/g以下，首效高，但体积膨胀系数过大，导致其循环差，一般在-周，一般用于消费电池。

硅氧负极:采用氧化亚硅和石墨材料混合，目前商业化应用容量主要在-mAh/g，首效相对较低，但循环性能相对较好，既可用于消费也可用于动力。

硅碳负极的制备的核心在于球磨，硅氧负极制备的核心在于氧化亚硅的改性。正如硅负极有纯品和复合品的概念(我们所说的硅基负极指的是复合品)，硅负极的制备也有两段工序，我们将其分为前端的纯硅制备和后端的与石墨复合，我们认为核心是在前端的纯硅制备。硅碳的核心是制备纳米硅，一般采用机械球磨法，硅氧的核心是制备氧化亚硅，且需要改性处理，一般采用化学气相沉积法(CVD)进行碳包覆。硅基负极的单价、CAPEX明显高于石墨负极。石墨负极的价格一般在3-6万元/吨，据我们测算硅负极纯品价格一般在30-70万元/吨，复合品价格一般在8-12万元/吨。人造石墨负极一体化产能单万吨固定自产投资一般在2亿元左右，硅基负极的特别是前端纯品硅的单万吨固定资产投资一般在10亿元左右。

硅负极目前处于行业发展初期，海外日本信越较为领先，国内贝特瑞研发、量产、客户端全面领先同行。

海外:日韩企业在硅基负极上领先多是在专利层面，如日本信越化学硅氧负极专利数行业领先，但其主营半导体等，量的层面未见领先。

国内:贝特瑞于年取得硅基负极材料的技术突破，并于年实现批量出货，客户系松下、三星。贝特瑞产品持续更新迭代，高代产品比容量、首次效率明显领先同行。贝特瑞现有硅负极产能0吨(我们预计为纯品)，规划产能4万吨。而同行尚处于百、千吨中试线水平，未见大批量出货。硅基负极放量为衍生材料带来放量契机，典型如单壁碳管、补锂剂、负极粘结剂。

单壁碳管:可在材料内部形成发达网络，覆盖在硅颗粒表面并在硅颗粒之间建立高度导电和持久的连接，显著提升硅负极循环寿命。

补锂剂:硅负极表面SEI膜的形成需消耗大量锂源，这使得硅基负极的首次效率显著低于石墨，石墨材料有5%~10%的首次不可逆锂损耗，而硅的不可逆容量损失达15%~35%，故硅负极一般需要搭配补锂剂使用。

PAA粘结剂:对于充放电循环中具有极高体积膨胀的硅基负极，合理设计粘结剂可大大改善其循环寿命。

前文以硅基负极为主线，衍生出单壁碳纳米管、补锂剂、PAA粘结剂，25年硅负极市场空间有望达亿+，其他材料有望在50亿左右，21-25年复合增速在%左右。

21年负极全球产量88万吨，预计21-25年锂电池复合增速40%，硅基负极渗透率我们预计在23年迎来放量拐点达6.5%，25年达14%(渗透率的假设和大圆柱放量相匹配)。单价硅纯品价格和人造石墨价格按照加权平均而得，纯品硅掺杂比例22年在5%，预计25年达8%，纯品硅价格22年在45万元/吨，25年降至30万元/吨，人造石墨22年在6万元/吨，25年降至4万元/吨，则硅基负极(复合品)22年单价在8万元/吨。25年降至6.1万元/吨。基于以上逻辑和假设，我们对四大新材料25年市场空间、龙头公司利润空间预测如下:

硅基负极:全球需求量达52万吨，市场空间亿元，21-25年复合增速%。我们预计龙头系贝特瑞，市占率达40%，20%净利率下利润空间在19亿元。

单壁碳管粉体:全球需求量达吨，市场空间42亿元(多壁市场空间在亿)，21-25年复合增速%。我们预计龙头系天奈科技，市占率50%，40%净利率下利润空间在7.3亿元。

补锂剂:全球需求量达1.8万吨，市场空间44亿元，21-25年复合增速%。我们预计单吨净利润25年在5万元(对应17%净利率)，市占率在50%下，利润空间在4.8亿元。

PAA粘结剂:全球需求量达5.1万吨，市场空间54亿元。21-25年复合增速94%。我们预计龙头30%净利率(茵地乐毛利率60%)，市占率在50%下，利润空间在8.4亿元。

前言：从电池新技术看新材料投资机会

20H2至今，具备高性价比的“方形铁锂”电池搭配CTP/刀片技术在公里及以下续航的电动车市场大放异彩。往后看，电动车不仅是提续航也需提快充，电池不仅依赖低成本材料也需增效降本，我们认为在公里+市场，高镍三元+硅基负极+大圆柱更为适配。

高镍三元优势是能量密度高，劣势是成本高+热稳定性差，成本高的改变可依赖三元一体化镍冶炼投放降低镍的成本，热稳定性差可搭配圆柱封装形式改善。

硅基负极优势是能量密度高+适合快充，劣势是成本高+易膨胀，成本高是初期，可依赖规模化降本，易膨胀可搭配圆柱封装形式。

此外，随着硅基负极的放量+高性能电动车市场对快充的需求提升，相关辅材如单壁碳纳米管、补锂剂、负极粘结剂也有望受益。

锂电池技术路线既有三元、铁锂之争，又有方形、圆柱、软包之争

锂电池的技术路线按正极材料划分可分为三元和铁锂，三元主打高性能(能量密度高)，铁锂主打经济性(成本低)。

锂电池的技术路线按形状分可分为方形、圆柱、软包。软包能量密度最高，方形成组效率最高，圆柱生产效率最高。

近两年来，铁锂方形表现强势，21年国内占比近90%

20H2开始铁锂电池强势反攻三元，目前占比过半。18-20H1是铁锂的淡季，在动力市场装机占比下降至33%，20H2开始崛起，到22年1-2月占比达56%。

方形是全球动力电池的主流，我们预计21年全球占比超50%。18-19年全球方形电池占比达57%，20年略有下降我们认为系LGES占比提升所致。21年国内方形电池占比达86%，较20年提升6pct。

为何铁锂、方形表现强势?成本低+CTP/刀片技术带来能量密度提升

铁锂电池成本明显低于三元，方形电池成本低于圆柱、软包。(从瓦时成本看，已经考虑了能量密度不同带来的差异)

根据鑫椤锂电数据，22年3月25日铁锂方形动力电芯均价为0.77元/wh，同期三元方形动力电芯均价在0.84元/wh。

LGC供应的三元软包电池包年价格约为1.54元/Wh，同期宁德时代的三元方形电池包价格为1.14元/Wh，松下的圆柱单体电芯价格约为0.96元/Wh。

CTP、刀片新技术明显提升铁锂电池续航天花板。CTP、刀片通过大幅减少单体连接线束以及相关的流程工艺成本，从而大幅度提高成组效率(能量密度)。年第10批新能源汽车推广目录显示，比亚迪LFP版车型能量密度达Wh/kg，续航里程达km。从实际应用端看，小鹏P7的铁锂版较三元版便宜3.9万元，续航低公里，此处重要的是消费者对于续航里程边际效用递减，公里可以满足大部分通勤需求。

三元表现弱势原因?成本居高不下且续航里程和铁锂相比优势不大

三元正极成本明显高于铁锂正极。以22Q1数据为例，三元8系、5系、铁锂正极不含税成本分别为27.6、25.6、12.0万元/吨，按照单GWh单耗1、、2吨计算，单GWh成本分别为4.42、4.37、3.00亿元。

近三年来，三元电池配套车型续航里程提升明显慢于铁锂。根据工信部发布的《道路机动车辆生产企业及产品公告》，我们统计了19-21年的乘用车系统能量密度和续航里程，发现铁锂续航里程提升迅速，21年已经可达到公里。三元电池配套的车型续航里程最大值从提升至公里，铁锂最大值从提升至公里。

往后看，三元大圆柱是实现高能量密度+强快充性能的重要技术路线

大圆柱更适配三元高镍+硅负极，且可实现更高能量密度。

大圆柱不易热失控和高镍三元热稳定性差相互补。圆柱电池优势是应对热失控，劣势是成组效率低，和高镍三元结合正好扬长避短，高镍三元的优势是高能量密度;劣势是热稳定性差，搭配高镍三元可充分发挥二者高能量密度和安全性。

大圆柱弧形表面更耐硅负极的膨胀。硅材料易膨胀，膨胀率高达%，而石墨材料在12%，但硅材料理论克容量是石墨材料的10倍以上。

V高电压成为实现电动车快充的重要方式。当前电动车的痛点是续航焦虑，解决的办法一方面可提升电池能量密度，从而提升续航里程，另一方面可提升快充性能。快充和充电功率有关，功率越大，充电时间越短，而提升功率有两个方式:1)提高电流，2)提升电压。提升电压较提升电池更为容易，故当前产业趋势为发展高电压，如V电压平台搭配kW超级充电桩，充30度电约5分钟，接近燃油车在加油站的使用体验。

大圆柱更适配V高电压。

高电压需要大量串联单个电芯串联个数越多对电芯一致性要求越高圆柱电池一致性最好圆柱电池更适配高电压。

单体容量过大如方形不好平衡串联和并联(V已经需要个电芯串联)，单体容量过小如圆柱，需要电芯总数较多，增加结构件等成本，故等大圆柱更适配高电压。

一体化镍冶炼降材料成本+量产在即，代表高性能的三元大圆柱技术路线放量拐点已至

三元成本端:三元趋势是高镍，未来成本大头是镍，随着前驱体厂商红土镍矿冶炼项目路线在22年将投产期，23年大规模量产，三元高镍正极成本有望显著降低。

性能端:大圆柱路线与电池相比，单体带电量提升5倍，减少结构件等非活性物质占用体积，整体续航里程提升16%，无极耳(全极耳)设计大幅提升了电池功率，带来更快充电速度。

截至22年2月特斯拉已生产万颗电池，松下日本扩产大圆柱，以及产业链公司恩捷、诺德陆续收到海外车企订单来看，我们预计大圆柱量产在即。

总结：看好提升能量密度、快充性能的电池、材料产业链

近两年，锂电池市场比较偏好低成本的技术路线，加上CTP、刀片新技术一定程度上弥补了能量密度短板，方形铁锂大行其道。不可否认，方形铁锂在公里及以下续航里程乘用车上具备高性价比，但同时我们认为也不应忽视代表高性能的高镍三元路线，搭配大圆柱，有望成为未来公里以上续航乘用车的主流技术路线。

大圆柱可弥补高镍三元稳定性的劣势，亦可弥补硅负极易膨胀的劣势，实现更高的能量密度和快充性能。

硅是负极材料进步的方向，放量在即

硅材料克容量、快充性能优异，是负极材料发展进步的方向

高镍三元人造石墨已接近理论克容量上限，未来提升电池能量密度依赖硅材料。电池比容量受正负极比容量影响，目前三元正极已经迭代至8系，甚至9系，模拟计算表明,在当前正极材料基础上,在1mAhg1以内提升负极材料的比容量对提高整个电池的能量密度仍然有较大贡献。目前主流负极企业比容量可做到-mAh/g，接近理论比容量mAh/g，负极材料急需升级，硅材料理论比容量达mAh/g，是石墨的10倍以上，我们认为有望成为下一代负极材料。

除了追求高能量密度带来高续航，快充也是锂电池进步的一大方向，决定快充性能更多在负极材料，硅负极快充性能更优。锂离子电池充电的时候，锂离子向负极迁移，快充电芯实际上重要的技术难点为锂离子在负极的嵌入问题。硅从各个方向提供锂离子嵌入和脱出的通道，而石墨只能从层状的端面方向提供锂离子嵌入和脱出的通道，因此硅负极快充性能更优。

导电性差、体积膨胀等问题制约了硅材料在负极上的商业化应用

硅材料属于半导体材料，电子导电性和离子导电性差，不利于材料电化学性能的发挥。

硅嵌/脱锂过程中伴随着巨大的体积变化，从而影响循环寿命。Si材料在与Li进行合金化的过程中体积膨胀可达%以上(石墨材料在12%)，容易导致颗粒的粉化和破碎、SEI膜的破坏，从而严重影响锂离子电池的循环寿命。

硅易与其他物质发生反应，造成能量快速衰减。锂盐LiPF6分解产生的HF会与Si反应，Si负极与电解液的界面不稳定，Si负极材料表面形成的固体电解质膜(SEI膜)不能适应Si负极材料在脱嵌锂过程中的巨大体积变化而破裂]，使Si表面暴露在电解液中，导致固体电解质膜持续生成、活性锂不断消耗，最终造成容量损失。

目前，硅基负极尚处于发展初期，近些年在负极的渗透率尚不足2%

硅基渗透率仍较低，年国内出货在1.1万吨左右，渗透率在1.5%。年国内负极出货量72万吨，其中硅基负极出货1.1万吨，渗透率仅为1.5%，发展空间较大。

往后看，硅基负极将在高端数码、电动工具、动力电池领域持续放量

目前，硅基负极主要应用在高端3C数码、电动工具、高端动力电池领域。

高端3C数码:5G技术推广带来的智能手机终端需求、民用无人机、智能可穿戴设备等市场或用到硅基负极。

电动工具:电动工具锂电池头部供应商表示，根据客户对电池性能的需求，部分容量2-2mAh的高倍率圆柱电池有硅基负极应用需求，而容量上到0-3mAh及3mAh的产品绝大部分必须用到硅基负极。GGII统计数据显示，受全球电动工具市场增长带动，年全球电动工具锂电池出货量为22GWh;预测未来年出货规模增至60GWh，相比年仍有2.7倍的增长空间。受此带动，硅基负极也将迎来持续增长机会。

动力电池:下游客户对快充性能、续航时间提出更高要求，高能量密度电池受到市场青睐，硅基负极优势更加凸显。

特斯拉自产电池明确表示采用硅负极方案

圆柱天生更适合用硅负极，其各向同性的特点使得圆柱电池更耐膨胀(硅负极最大问题是膨胀)。

特斯拉自产电池明确表示采用硅负极:年9月22日，特斯拉明确表示计划采用冶金硅作为原料，通过离子导电高分子进行涂覆、以及特殊胶粘剂(Binder)混合的形式，通过包覆方法以及改进粘结剂的方式来提升性能。

硅负极如何商业化？

以掺杂的形式到人造石墨中，目前看硅氧更为主流

硅基负极主要是指石墨掺硅复合材料掺杂产品包括硅碳(Si/C)负极材料及硅氧(SiO/C)负极材料，主流掺硅比例在5%左右。

技术路线：根据硅来源的不同分为硅碳和硅氧

硅材料理论容量高达mAh/g，但膨胀率高达%，商业化应用时一般采用以下方式缓解膨胀效应:

纳米化:硅纳米化后可明显缩小体积，提高循环性能，但纳米粒子合成工艺复杂，粒径大小和形貌不易控制。

与石墨复合:碳材料的体积变化较小、循环性能良好，硅材料体积膨胀大、循环性能差而比容量最大，将两种材料复合可得到具有高容量、体积变化较小、循环性能较好的硅碳复合材料。

采用氧化亚硅:硅氧材料较硅单质有效缓解了体积膨胀，提升了循环性能，但降低了首次效率。由于氧化亚硅(SiOx，0x2)首次嵌锂的过程中会生成金属锂氧化物LixO及锂硅化合物，可有效缓冲脱嵌锂产生的体积膨胀，从而提高循环性能，SiOx材料在嵌锂过程中的体积膨胀仅为%左右，但带来的副作用是SiO使得Li在首次嵌入到材料的过程中会生成没有电化学活性的Li4SiO4材料，且该过程是不可逆的，导致SiOx材料的首次效率远远低于石墨和硅碳材料，并且比容量相对硅碳及纳米硅也较低，只有Ah/g，但仍然远高于石墨，而且相比而言，具有更小的体积膨胀和更好的循环稳定性对于动力电池更为重要，因此在动力电池领域该路线更具发展前景。

硅材料产业化时一般和石墨材料复合(也就是说均采用上述的与石墨复合，硅的选择纳米化或者采用氧化亚硅)，根据硅来源的不同分为硅碳(Si/C)负极材料及硅氧(SiO/C)负极材料两种:

硅碳负极:采用纳米硅和石墨材料混合，目前商业化容量在mAh/g以下，首效高，但体积膨胀系数过大，导致其循环差，一般在-周，无法达到国标规定的动力电池循环0周的标准，一般用于消费电池。

硅氧负极:采用氧化亚硅和石墨材料混合，目前商业化应用容量主要在-mAh/g，成本较高，首效相对较低，但循环性能相对较好，既可用于消费也可用于动力。

故我们一般提到的硅负极都不是纯品硅产品，是人造石墨材料和硅材料的复合产品，本文以硅基负极表示人造石墨+硅复合后的材料，复合材料根据硅的不同分为硅碳负极和硅氧负极。(若为纯品，本文会以纯品硅表示)

应用：硅氧路线因膨胀更低+循环性能优异，在动力领域应用更为主流

从下游应用来看，硅氧负极商业化领先于硅碳，且在动力领域应用更为主流。硅材料应用于锂电负极的研发始于上世纪90年代，直至13、14年才分别实现硅碳负极、硅氧负极的产业化。现阶段，动力电池领域主要用硅氧负极，虽然硅氧负极容量不如硅碳，但循环性能相对较好，而循环寿命对于动力电池更为重要。硅碳负极由于循环性能劣势，目前主要用于电动工具以及消费电子等领域。

消费:年成功应用到三星电动工具。

动力:年，松下将硅氧负极应用于特斯拉的Model3电池中，在传统石墨负极材料中加入10%的氧化亚硅，电池克容量增加到mAh/g以上，单体能量密度达wh/kg以上。

生产工序：核心难点在前端工序，即硅材料的处理，硅碳核心是研磨，硅氧核心是改性

前文提到硅负极的应用一般是和人造石墨复合(称作硅基负极)，故可将生产工序分为:1)前端工序:硅材料处理。2)后端工序:和人造石墨复合，我们认为难点是在前端工序。

硅基负极分为硅碳和硅氧两条路线，硅碳的核心是制备纳米硅，硅氧的核心是制备氧化亚硅。

硅碳负极:纳米硅制备核心是研磨，此处一般耗能较大。

硅氧负极:氧化亚硅可直接外购，也可通过购买硅粉和二氧化硅自行制备，但直接购买的氧化亚圭也无法直接和人造石墨复合制备硅氧负极，需进行处理。

从制备方式上看，硅负极生产可分成机械球磨法、化学气相沉积法、高温热解法、溶胶凝胶法，我们认为机械球磨和化学气相沉积法在工业化量产中更为主流。

生产工序-硅氧负极：核心是对硅氧的改性处理

从工序上讲，硅氧负极的制备和硅碳负极类似，共同的工序为球磨、碳包覆、造粒，差别为硅碳负极需经过两次球磨再加入石墨负极，而硅氧负极是一次球磨，但其前端制备锂电用氧化亚硅是重点。

CAPEX：我们预计硅基负极前端投资较大，后端投资和人造石墨类似

石墨负极一体化的产能单万吨固定投资一般在2-3亿元，硅负极投资额差距较大，贝特瑞的高达8.8亿元，而非负极企业扩产如石大胜华、硅宝在2亿元左右。

我们预计可能系贝特瑞为硅基负极一体化的产能，硅原料多为自己处理，考虑到一般石墨负极一体化固定资产投资额在2亿元左右(公告数据一般会偏大一点)，我们预计前端工序(纯品制备)投资额在十亿元/万吨左右。

硅基负极单价：人造石墨和纯品硅按比例加权平均，我们预计在8-12万元/吨

硅基负极系人造石墨和硅的复合产品，故我们认为定价可能是人造石墨和硅材料按用量加权平均。故硅负极的价格有两个口径，一个是纯品硅的价格，一个是复合后的价格。

结合贝特瑞和凯金能源硅负极相关数据，我们预计纯品硅不含税价格在30万元-70万元/吨，复合后的价格在8-12万元/吨。贝特瑞:公司17-19年新型负极价格在20-23万元，其中新型负极以硅基负极为主，此外还包括硬碳等，我们认为这里面既有以纯品硅出售，又有复合石墨后出售。

凯金能源:21H1公司披露了硅基负极收入情况，其中纯品硅收入万元，出货量38.41吨，则单价在30万元/吨，硅石墨复合后收入4.48万元，出货量0.56吨，则单价在8万元/吨。

此外，部分纯品硅产品会进行预锂化处理，产品价格会更高，我们预计在70万元/吨。

竞争格局

海外：日本信越化学在硅氧负极上技术较为领先

日韩企业在硅基负极材料领域处于行业领先地位，如日本信越化学、大阪钛业、日立化成、昭和电工和韩国大洲等。

日本信越化学主营半导体、有机硅和高分子等产业，硅氧负极专利数行业领先。截至年，信越化学关于硅负极在全球申请了项专利，其中硅氧负极项，这说明信越的研究重心是硅氧。信越化学硅氧最早专利申请时间是在0年，7年开始加大专利申请速度，在年达到顶峰。

信越化学主业在半导体领域，硅负极只是其细分板块有机硅一个应用下游，公司是发展多年的技术型公司，对应硅负极更多是技术领域内领先，且公司不做人造石墨，故我们认为公司产能扩张和出货量相对有限。

国内：贝特瑞在硅负极研发、量产、客户端全面领先同行

贝特瑞研发和量产供货领先同行。公司年取得硅基负极材料的技术突破，并于年实现批量出货，客户系松下、三星。

贝特瑞硅碳、硅氧两手抓，且在持续更新迭代。截至20年，公司硅碳负极已开发至第三代产品，比容量从第一代的mAh/g提升至第三代的1mAh/g，正在开发第四代硅碳负极材料产品，硅氧负极部分产品比容量达到1mAh/g以上。

近期拟扩产4万吨硅负极，我们预计公司硅负极放量拐点或至。22年2月17日，公司拟扩产4万吨硅基负极，加上现有的0吨产能，总产能在4.3万吨。

贝特瑞在高代产品性能上领先国内同行

衡量硅负极性能的指标有振/压实密度(越大越能量密度越高)、比表面积(越小循环寿命越高)，容量(越高能量密度越高)、首次效率越大越好。

负极企业在普通硅负极产品性能上差距不大，如mAh/g容量首次效率均可达90%，但高代产品上贝特瑞更优秀，首次效率在90%左右，杉杉、璞泰来也有类似产品如，但首次效率低于90%。

国内其他负极企业亦有布局，其中璞泰来、杉杉股份进展较快

璞泰来:硅碳核心技术起源于中科院物理所，中科院物理所自年就开始了在锂离子纳米硅碳负极发研究，年发表了世界上第一篇纳米硅专利。璞泰来与中科院物理所展开合作，已经具备中试规模的硅碳和硅氧能力，根据市场需要会加大规模。

杉杉股份:最新一代快充类产品(3C、5C)已经在全球主流消费类企业试产，预计年全面导入，公司快充消费类产品将继续领先市场。在动力电池应用领域已经通过主流车企的多轮评测，同时新一代硅氧负极材料项目已经落地。

凯金能源:氧化亚硅材料已经开发至第三代，首次效率从一代的77%(容量大于1mAh/g)提升至三代的90%(容量大于0mAh/g，公司已有小试和中试平台，同时建有年产吨纯品的生产线，已实现对宁德时代的批量出货(21H1在9.8吨)。

硅基负极放量为衍生材料带来放量契机

硅负极放量为衍生材料带来放量契机，典型如单壁碳管、补锂剂、PAA粘结剂

传统石墨负极无需导电剂，硅负极一定要加导电剂碳纳米管。

CNT优异的导电性弥补了硅原子带来的不足;

硅碳负极需要解决热膨胀问题才可使用，因此其束缚结构稳定性至关重要，而碳纳米管具有很好的化学稳定性;

极大的比表面积可以有效的缓解硅基负极在锂离子脱嵌过程中硅材料结构的坍塌。

硅负极增加对补锂剂的需求。硅基负极表面SEI膜的形成需消耗大量锂源，氧化亚硅也由于锂硅氧化物的不可逆形成进一步消耗锂源，这使得硅基负极的首次效率显著低于石墨，现有的石墨材料有5%~10%的首次不可逆锂损耗，而对于高容量负极材料，首次锂损耗甚至更高;硅的不可逆容量损失达15%~35%，故硅负极一般需要搭配补锂剂使用。

对硅基负极性能的改进可通过改进粘结剂进行。粘结剂对电极的电化学性能起着重要的作用，尤其是对于充放电循环中具有极高体积膨胀的硅基负极，合理设计粘结剂可大大改善其循环寿命。同时也有利于硅负极的大规模生产。

单壁碳管：高性能材料，天奈科技有望在23年放量

碳纳米管(CNTs)是一种新型的石墨材料，分为单壁、双壁和多壁。碳纳米管是由石墨片层卷曲而成的圆柱形结构，直径范围一般为一纳米至几百纳米，管状纤维的长度变化范围很大，一般为几微米到几千微米，因此碳纳米管的长径比(长度与直径的比值)范围为一千到十万。碳纳米管可以分为单壁、双壁和多壁碳纳米管，其主要差别在于碳纳米管结构中石墨片层的数目。

单壁碳管是碳纳米管的发展方向，但目前价格高昂。单壁碳纳米管直径更小、长径比更大，理化性能更优、导电性能更好、添加量更少、对能量密度和循环寿命提升效果更为明显，且更适用于硅基负极材料中，因此成为各碳纳米管生产企业未来的重点研究方向。

世界上第一家量产单壁碳管的企业是OCSIAL。创立于年，在单壁碳纳米管产业化取得了突破性进展，可应用于锂电池、树脂、轮胎等。作为一种广泛适用的添加剂，只增加材料0.%~0.1%的重量就可以为材料性质带来极大的提升。但其价格高昂，根据其

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