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9期《电池主流技术路线与负极材料简析》。
在全球“碳中和”共识的推动下，各国政府纷纷出台政策支持新能源汽车产业发展，推动市场指数级增长。受新能源汽车产销两旺及储能市场爆发式增长的双重驱动，全球锂离子电池市场迎来黄金发展期。行业预测显示，到2030年，全球锂电池总需求量将提升至4735GWh，年均复合增长率高达25.6%。同时，《中国制造2025》提出，到2030年，中国动力电池的单体能量密度目标是达到500Wh/kg，为高比能材料的应用指明了方向。
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不同应用场景下电池性能需求
终端市场的核心需求正呈现“动力”与“储能”分化的格局。动力市场核心诉求是“高能量密度+快充”，旨在解决里程和补能焦虑，推动材料体系向高比能方向发展。储能市场核心诉求是“低成本+长循环”，旨在降低度电成本，磷酸铁锂凭借成本和寿命优势成为主流。
不同应用场景下电池性能需求
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主流电池技术路线演进
当前电池市场呈现多元化技术共存的生态，不同路线适用于不同细分市场。
01.锂离子电池
锂离子电池市场主要由磷酸铁锂（LFP）和三元锂（NCM/NCA）两大技术路线主导。锂离子电池凭借其技术成熟度、供应链完善和成本优势，成为当下市场的主导者。
▶磷酸铁锂（LFP）：凭借卓越的安全性、长循环寿命和低廉的成本，在储能和中低端电动车市场占据主导，但能量密度相对较低。
▶三元锂（NCM/NCA）：尤其是高镍三元，具有高能量密度和优异的低温性能，是高端长续航电动车的首选，但成本较高且安全性弱于LFP。
02.钠离子电池
凭借资源丰富、成本低廉、低温性能优异等特点，钠离子电池在电动两轮车、低速车及储能领域潜力巨大。其商业化将直接催生硬碳负极市场。然而，钠离子电池目前面临能量密度较低的挑战。同时，由于其产业化尚处于早期，产业链的成熟度、生产工艺的稳定性以及循环寿命等方面仍有待进一步提升。
钠离子和锂离子电池对比
03.固态电池
▶半固态电池：作为过渡路线，半固态电池通过引入固态电解质提升安全性和能量密度，相比锂电池的生产设备和工艺，改动较小，因此产业化难度较低，是短期内最可行的技术路径。目前，全球多家企业已发布了半固态电池量产计划，预计2027年将实现规模化装车，加速硅基负极的渗透。
▶全固态电池：采用纯固态电解质，有望匹配金属锂负极，实现500Wh/kg以上的能量密度，是电池技术的终极解决方案。然而，全固态电池的产业化目前仍面临界面问题、成本问题、工艺与设备问题三大核心挑战，预计大规模商业化需等到2030年左右。
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负极材料发展趋势
负极材料是决定电池循环性能和快充能力的关键，随着电池性能要求的提升，负极材料正经历深刻的技术变革。
锂电池产业链
01.锂电池产业链
主要包括人造石墨和天然石墨，是目前绝对主流。虽然成本低、工艺成熟，但其克容量已接近理论极限（372mAh/g），难以满足未来超高能量密度的需求。
02.硅基负极
硅的理论克容量是石墨的10倍以上（4200mAh/g），是下一代高能量密度负极的首选。随着46系大圆柱电池和半固态电池的商业化，硅基负极（硅碳、硅氧）已成为提升能量密度的关键，目前主要以掺杂形式使用。
03.硬碳负极
钠电配套硬碳因具有较高的储钠容量（约300~400mAh/g）和成本优势，被公认为最具产业化前景的钠离子电池负极材料。
04.金属锂负极
全固态电池的终极形态是匹配金属锂负极（理论容量3860mAh/g）。一旦解决锂枝晶等技术难题，将对现有的石墨和硅基负极构成颠覆性替代。
负极材料参数对比
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总结
电池技术的发展正处于液态向固态演进、石墨向硅基/金属锂迭代的关键时期，行业呈现出明显的阶段性特征。短期内，液态锂离子电池仍是市场绝对主流，石墨负极凭借成本优势和成熟工艺，地位难以撼动。中期来看，硅基负极将成为增长引擎，其市场爆发与高镍三元及半固态电池的商业化进程深度绑定。同时，钠电硬碳将在储能和低速市场占据一席之地。长期来看，真正的颠覆性变革来自全固态电池。一旦金属锂负极技术攻克核心难题并商业化，将从根本上重塑负极材料的技术格局。
资料来源：BCG咨询、安永咨询、华创证券、民生证券研究院、清华大学碳中和研究院、公开资料整理。
撰稿人：彭杰
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