硅碳負極材料成為不少鋰電池材料企業必爭高地

來源：存能電氣  日期：2020-10-16 09:57  瀏覽量：次

硅碳負極材料成為不少鋰電池材料企業必爭高地。負極材料是鋰電池的重要組成部分，直接影響著電池的能量密度、循環壽命和安全性能等關鍵指標。傳統鋰電池的石墨負極已經無法滿足現有需求，硅基材料負極由于豐富的儲量和超高的理論比容量正逐漸成為電池企業和鋰電材料商改善負極的最優先選擇，是最具潛力的下一代鋰電池負極材料之一。

硅碳負極材料成為不少鋰電池材料企業必爭高地

硅材料的質量比容量比最高可達4200mAh/g，遠大于碳材料的372mAh/g，是目前已知能用于負極理論比容最高的材料。并且硅材料環境友好、儲量豐富、成本較低。但是硅負極材料存在的問題有循環壽命低、體積變化大、持續產生SEI膜，而硅碳負極材料可以有效改善這些問題，所以硅碳負極材料是未來負極材料的發展重點無疑。

鋰電池負極材料產量的大幅增長，主要受國內動力電池需求的影響，具體產品主要表現人造石墨負極材料的增長。據了解，石墨類負極材料的理論比容量為372mAh/g，市面上性能較好的石墨負極材料已經能達到360mAh/g。與石墨負極材料相比，硅基負極材料的能量密度優勢明顯。而硅負極的理論能量密度達到石墨負極的10倍以上，高達4200mAh/g。

作為新型鋰電池負極材料，硅碳負極對于提升電池能量密度能發揮比當前石墨負極更顯著功效。硅碳負極的應用，可以提升電池中活性物質含量，從而大大提升單體電芯的容量。據預測，2020年硅碳負極材料市場空間50億左右，同時市場集中度將非常高。

硅碳負極作為新型鋰電池負極材料，在提升電池能量密度方面比當前石墨負極更高效。但是由于其在應用方面存在較高壁壘，所以在國內還處于產業化前期。國外方面，松下已經實現含硅碳負極材料的18650電池的量產，而特斯拉已經將硅碳負極應用于車用動力電池，硅碳負極材料應用前景越來越光明，未來硅碳負極材料很可能成為負極材料中的佼佼者。

硅碳負極具有非常廣闊的市場空間

隨著新能源汽車在實際應用中對續航里程要求的不斷提高，目前的材料體系明顯已無法滿足現實需求，研發新型高能量高性能材料迫在眉睫。目前，硅基材料已成為電池企業和鋰電材料商改善負極的最優先選擇。現狀是發展大部分材料商都展開了對硅碳復合材料做負極材料的研究和生產，大多數材料商仍處于研發之中。

負極材料技術相對比較成熟，且其集中度較高，產能由日本向中國轉移比較明顯。目前負極材料以碳素材料為主，占鋰電池成本較低，在國內基本全面實現產業化。從區域看，中國和日本是全球主要的產銷國，動力電池企業采購負極主要來自于日本企業。

近幾年，隨著中國生產技術的不斷提高，中國又是負極材料原料的主要產地，鋰電負極產業不斷向中國轉移，市場占有率不斷提高。硅碳負極材料是未來鋰電池負極材料最具應用潛力的，可見硅碳負極材料的市場容量有多大，這也解釋了目前為何有眾多企業和研究單位布局硅碳負極材料。

目前行業中硅碳負極尚未形成廣泛推廣的成熟方案，主流的電池生產企業對于硅碳負極的使用，主要以摻雜形式，且各個企業摻雜比例也存在差異。參考當前硅碳負極材料市場售價水平，我們按照負極材料中摻雜10%左右的硅碳負極，預測未來3~5年隨著滲透率提升，硅碳負極可擁有的市場空間大約為100億左右。

硅碳材料作為高倍率、高能量型新材料是目前最具備產業化的首選材料，同時硅碳材料也是目前最具商業化的高能量密度新型負極材料，在未來二到三年內也必將迎來大爆發，行業前景廣闊。預計硅碳材料行業即將開始真正大面積登上鋰電池負極材料大舞臺，未來必會逐步替代現有的石墨類材料。