硅碳负极材料成为不少锂电池材料企业必争高地

来源：存能电气  日期：2020-10-16 09:57  浏览量：次

硅碳负极材料成为不少锂电池材料企业必争高地。负极材料是锂电池的重要组成部分，直接影响着电池的能量密度、循环寿命和安全性能等关键指标。传统锂电池的石墨负极已经无法满足现有需求，硅基材料负极由于丰富的储量和超高的理论比容量正逐渐成为电池企业和锂电材料商改善负极的最优先选择，是最具潜力的下一代锂电池负极材料之一。

硅碳负极材料成为不少锂电池材料企业必争高地

硅材料的质量比容量比最高可达4200mAh/g，远大于碳材料的372mAh/g，是目前已知能用于负极理论比容最高的材料。并且硅材料环境友好、储量丰富、成本较低。但是硅负极材料存在的问题有循环寿命低、体积变化大、持续产生SEI膜，而硅碳负极材料可以有效改善这些问题，所以硅碳负极材料是未来负极材料的发展重点无疑。

锂电池负极材料产量的大幅增长，主要受国内动力电池需求的影响，具体产品主要表现人造石墨负极材料的增长。据了解，石墨类负极材料的理论比容量为372mAh/g，市面上性能较好的石墨负极材料已经能达到360mAh/g。与石墨负极材料相比，硅基负极材料的能量密度优势明显。而硅负极的理论能量密度达到石墨负极的10倍以上，高达4200mAh/g。

作为新型锂电池负极材料，硅碳负极对于提升电池能量密度能发挥比当前石墨负极更显着功效。硅碳负极的应用，可以提升电池中活性物质含量，从而大大提升单体电芯的容量。据预测，2020年硅碳负极材料市场空间50亿左右，同时市场集中度将非常高。

硅碳负极作为新型锂电池负极材料，在提升电池能量密度方面比当前石墨负极更高效。但是由于其在应用方面存在较高壁垒，所以在国内还处于产业化前期。国外方面，松下已经实现含硅碳负极材料的18650电池的量产，而特斯拉已经将硅碳负极应用于车用动力电池，硅碳负极材料应用前景越来越光明，未来硅碳负极材料很可能成为负极材料中的佼佼者。

硅碳负极具有非常广阔的市场空间

随着新能源汽车在实际应用中对续航里程要求的不断提高，目前的材料体系明显已无法满足现实需求，研发新型高能量高性能材料迫在眉睫。目前，硅基材料已成为电池企业和锂电材料商改善负极的最优先选择。现状是发展大部分材料商都展开了对硅碳复合材料做负极材料的研究和生产，大多数材料商仍处于研发之中。

负极材料技术相对比较成熟，且其集中度较高，产能由日本向中国转移比较明显。目前负极材料以碳素材料为主，占锂电池成本较低，在国内基本全面实现产业化。从区域看，中国和日本是全球主要的产销国，动力电池企业采购负极主要来自于日本企业。

近几年，随着中国生产技术的不断提高，中国又是负极材料原料的主要产地，锂电负极产业不断向中国转移，市场占有率不断提高。硅碳负极材料是未来锂电池负极材料最具应用潜力的，可见硅碳负极材料的市场容量有多大，这也解释了目前为何有众多企业和研究单位布局硅碳负极材料。

目前行业中硅碳负极尚未形成广泛推广的成熟方案，主流的电池生产企业对于硅碳负极的使用，主要以掺杂形式，且各个企业掺杂比例也存在差异。参考当前硅碳负极材料市场售价水平，我们按照负极材料中掺杂10%左右的硅碳负极，预测未来3~5年随着渗透率提升，硅碳负极可拥有的市场空间大约为100亿左右。

硅碳材料作为高倍率、高能量型新材料是目前最具备产业化的首选材料，同时硅碳材料也是目前最具商业化的高能量密度新型负极材料，在未来二到三年内也必将迎来大爆发，行业前景广阔。预计硅碳材料行业即将开始真正大面积登上锂电池负极材料大舞台，未来必会逐步替代现有的石墨类材料。