编者按：
为深入贯彻落实深圳市产业规划部署，助力战略性新兴产业集群和未来产业发展，鲲鹏资本聚焦新一代信息技术、新能源新材料等领域，对产业动态进行追踪简析，特推出《鲲鹏观察》专栏。今天发布第2期《硅基负极材料分析》。
一、硅基负极材料概览
负极材料作为锂离子电池的核心组件之一，关联锂电池的库伦效率、能量密度和循环寿命等核心参数，成本占锂离子电池成本的10%-15%。近年来，在电动汽车等新兴领域的发展驱动下，锂电池需求持续攀升，带动负极材料产量同步增长。据鑫椤资讯预计，2025年全球负极材料产量将达到262.5万吨，其中国内产量占比超过98%；到2028年，全球负极材料产量将进一步攀升至402.3万吨。
当前，占据市场主流的石墨负极材料已接近其理论容量（372mAh/g），难以满足未来高能量密度电池的需求。在此背景下，具有更高理论容量（4200mAh/g）和优异电化学性能的硅基负极材料正成为研发热点。
图1 各材料在锂离子电池中的成本占比
二、硅基负极特性
1.硅基负极的优势
（1）理论比容量高（4200mAh/g），是传统石墨负极的10倍以上，对于追求长续航的电动汽车和便携式电子设备尤为重要。
（2）硅的自然储量丰富、成本较低，被公认为下一代先进负极材料。
（3）快充性能优异。硅材料能够从各个方向为锂离子提供嵌入和脱出的通道（相较于石墨只能通过层间通道）。
（4）硅嵌锂电位低，可避免锂沉积，安全性高。
2. 硅基负极的劣势
要实现硅负极的大规模应用，要克服以下劣势：
（1）硅材料固有的低电子电导率和锂离子扩散系数，将影响电池的功率输出能力。
（2）在锂离子嵌入/脱嵌过程中，纯硅会发生高达320%的体积膨胀，导致颗粒破裂。
（3）在锂电池充电过程中，电解液会在负极表面分解，造成锂离子不可逆的消耗。
3.硅基负极主流技术
硅碳负极和硅氧负极是硅基负极材料的两大主流技术路线：碳材料提供高电导率及稳定性，硅颗粒贡献高比容量，“1+1>2”的复合效应使其成为行业发展的新方向。特别是2023年以来取得突破的CVD硅碳工艺路线，使硅碳负极材料在硅粒控制、循环次数、工艺设备方面实现了突破，当前贝特瑞、天目先导、兰溪致德、璞泰来等企业在CVD硅碳工艺方面均实现领先进展。
图2 硅基负极生产流程
4.产业化前景
2024年硅基负极材料出货量增长明显，随着硅基负极等新型负极材料的技术逐步成熟，下游认可度进一步提高，其市场占有率也将逐步提升。据鑫椤资讯数据显示，2024年上半年全球锂电负极材料产量为96.7万吨，同比增长约29%，其中，中国产量95.2万吨，中国负极材料市占率再创历史新高，达到98.4%。
图3 CVD硅碳流化床工艺
三、头部企业积极扩大产能
现阶段，“高镍正极+硅碳负极”的技术组合正成为行业主流解决方案，多家负极材料企业均已实现硅基负极材料的量产。以全球负极龙头企业贝特瑞为例，其采用硅碳、硅氧双轨并进的策略：在硅碳技术方面，已将硅碳负极材料迭代至第五代产品，实现材料比容量突破2000mAh/g；另一方面，硅氧技术路线亦取得突破，已完成多款氧化亚硅产品的技术开发和量产工作，其产品比容量达1500mAh/g以上。据雪球网数据，贝特瑞硅基负极材料的有效产能达6000吨/年，出货量居行业前列。新型CVD硅碳产品获全球多家主流动力客户认可，预计2025年批量供应。
行业共振效应下，其他头部电池企业也积极布局硅基负极电池产线，主流负极材料企业正在积极扩大硅基负极材料产能。
四、结语
在科技突破与产业深度融合的驱动下，深圳新能源产业正依托“材料-装备-场景”全链攻坚，构建面向未来的战略性产业生态。以比亚迪、贝特瑞等企业为支点，重构智能装备产业生态，为全球工业体系革新提供中国方案。新时期，鲲鹏资本将持续扮演“创新合伙人”角色，与产业共成长，与时代同脉搏。