2021年中國(guó)硅基負(fù)極材料產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析

2021年中國(guó)硅基負(fù)極材料產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析一、硅基負(fù)極材料產(chǎn)業(yè)概述1、分類及對(duì)比由于新能源汽車對(duì)續(xù)航能力要求的提高，鋰電池負(fù)極材料需要向著高比容量方向發(fā)展。石墨負(fù)極能量密度發(fā)展已接近極限（372mAh/g），而硅基負(fù)極理論比容量為4，200mAh/g，因此使用硅基負(fù)極材料的鋰電池在能量密度、續(xù)航能力等方面具有顯著的比較優(yōu)勢(shì)，是市場(chǎng)公認(rèn)的下一代負(fù)極。目前受限于成本、技術(shù)和效率情況而言，市場(chǎng)仍主要以天然石墨和人造石墨為主，其中人造石墨占比超80%。主要負(fù)極材料對(duì)比情況硅單質(zhì)能量密度高但體積膨脹大導(dǎo)致循環(huán)、倍率性能差，故難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，一般采用以下硅納米化或氧化亞硅，并與石墨復(fù)合進(jìn)行改性改進(jìn)。主要分為硅碳負(fù)極（消費(fèi)領(lǐng)域）和硅氧負(fù)極（消費(fèi)+動(dòng)力），其中硅碳負(fù)極采用納米硅和基體材料形成前驅(qū)體，目前商業(yè)化容量在450mAh/g以下，硅氧負(fù)極采用純硅和二氧化硅合成一氧化硅形成前驅(qū)體，目前商業(yè)化應(yīng)用容量主要在450-500mAh/g，成本較高。硅碳和硅氧負(fù)極性能對(duì)比情況2、生產(chǎn)流程硅氧負(fù)極材料是將純硅和二氧化硅合成一氧化硅，形成硅氧負(fù)極材料前驅(qū)體，然后經(jīng)粉碎、分級(jí)、表面處理、燒結(jié)、篩分、除磁等工序制備而成的負(fù)極材料。硅基負(fù)極材料具有生產(chǎn)技術(shù)難度大、工藝非標(biāo)準(zhǔn)化和技術(shù)門檻高的特征，目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的硅基負(fù)極材料主要用于制造動(dòng)力電池和消費(fèi)電子電池。硅基負(fù)極材料生產(chǎn)流程簡(jiǎn)圖二、硅基負(fù)極材料產(chǎn)業(yè)鏈整體簡(jiǎn)析1、產(chǎn)業(yè)鏈簡(jiǎn)圖就硅基負(fù)極材料產(chǎn)業(yè)鏈整體情況而言，上游原材料主要包括硅材料、石墨材料和導(dǎo)電劑等，受限與國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)相差較大，也因?yàn)楣杼钾?fù)極和硅氧負(fù)極制備方式有所差距，整體原材料有所差別，其中硅材料主要包括納米化硅等，包括博遠(yuǎn)新材等企業(yè)。中游主要為硅基負(fù)極的生產(chǎn)制造企業(yè)，國(guó)內(nèi)企業(yè)主要負(fù)極材料龍頭企業(yè)，包括璞泰來(lái)、貝特瑞、杉杉股份等，國(guó)際企業(yè)主要為日韓企業(yè)，包括日本信越化學(xué)、大阪鈦業(yè)、日立化成、昭和電工和韓國(guó)大洲等。下游按照鋰電池應(yīng)用可分為消費(fèi)和動(dòng)力領(lǐng)域，其中硅碳材料一般用于消費(fèi)，硅氧材料都可適用。硅基負(fù)極產(chǎn)業(yè)鏈簡(jiǎn)圖2、上游端金屬硅位于硅基新材料產(chǎn)業(yè)鏈的頂端，是光伏、有機(jī)硅、合金等國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要部門的核心原料。隨著近年來(lái)光伏、新能源汽車、電子信息的行業(yè)的不斷發(fā)展，中國(guó)金屬硅的需求量不斷增長(zhǎng)，產(chǎn)量也隨之不斷增加。根據(jù)數(shù)據(jù)，2021年中國(guó)金屬硅產(chǎn)量和消費(fèi)量分別為261萬(wàn)噸186萬(wàn)噸，同比2020年分別增長(zhǎng)24。3和13。4%。整體來(lái)看，目前國(guó)內(nèi)硅材料供給相對(duì)穩(wěn)定且處于增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，是硅基材料發(fā)展的基石。2016-2021年中國(guó)金屬硅產(chǎn)銷變動(dòng)情況3、下游端從鋰電負(fù)極材料情況來(lái)看，由于下游需求的不斷增加，中國(guó)鋰電池負(fù)極材料的出貨量逐年增加。據(jù)資料顯示，2021年中國(guó)鋰電池負(fù)極材料出貨量為72萬(wàn)噸，同比2020年增長(zhǎng)97%左右。負(fù)極材料整體需求的持續(xù)增長(zhǎng)表明中國(guó)硅基負(fù)極未來(lái)巨大的發(fā)展空間，雖然目前國(guó)內(nèi)負(fù)極材料仍主要以人造石墨為主，預(yù)計(jì)隨著硅基負(fù)極成本降低，市場(chǎng)滲透率有望持續(xù)增長(zhǎng)。2016-2021年中國(guó)負(fù)極材料出貨量及增長(zhǎng)率目前中國(guó)硅基材料主要應(yīng)用于消費(fèi)領(lǐng)域，隨著國(guó)內(nèi)數(shù)碼電子增速持續(xù)放緩（智能手機(jī)市場(chǎng)漸趨飽和，國(guó)內(nèi)企業(yè)開始主動(dòng)如印度、東南亞和歐洲等國(guó)外市場(chǎng)，平板電腦增速放緩），消費(fèi)鋰電需求增速下降，預(yù)計(jì)動(dòng)力領(lǐng)域逐步成為關(guān)鍵需求來(lái)源。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)新能源汽車銷量從2014年的7。5萬(wàn)輛增長(zhǎng)至2021年的354。5萬(wàn)輛，中間2019年受限于補(bǔ)貼下滑銷量小幅度下降，尤其是2021年以來(lái)市場(chǎng)銷量爆發(fā)，主要原因是政策帶動(dòng)下（補(bǔ)貼、公共領(lǐng)域的強(qiáng)制政策等），加之技術(shù)持續(xù)發(fā)展（續(xù)航增強(qiáng)，百公里電耗下降等），成本下降和價(jià)格下降導(dǎo)致隨著市場(chǎng)景氣度上升，2022年以來(lái)，市場(chǎng)仍保持高景氣度，三月份產(chǎn)銷分別為188。1萬(wàn)輛和186。4萬(wàn)輛（工信部數(shù)據(jù)），整體新能源汽車的發(fā)展帶動(dòng)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，作為未來(lái)負(fù)極材料的首選，硅基負(fù)極有望受益快速發(fā)展。2014-2021年中國(guó)新能源汽車銷量及增長(zhǎng)率三、硅基負(fù)極材料市場(chǎng)現(xiàn)狀分析1、出貨量就中國(guó)硅基發(fā)展現(xiàn)狀而言，目前中國(guó)硅基材料主要用于消費(fèi)領(lǐng)域（電動(dòng)工具、智能家居等），動(dòng)力領(lǐng)域有望帶來(lái)指數(shù)型增長(zhǎng)。根據(jù)數(shù)據(jù)，2021年以來(lái)，受益消費(fèi)領(lǐng)域需求旺盛加之國(guó)際市場(chǎng)需求上升，中國(guó)復(fù)合硅基出貨量需求從2020年0。6增長(zhǎng)至2021年的1。1萬(wàn)噸。整體來(lái)看，目前國(guó)內(nèi)硅基規(guī)模仍較小，主要應(yīng)用于高端圓柱電池，降本仍是行業(yè)發(fā)展關(guān)鍵。2020-2021年中國(guó)復(fù)合硅基負(fù)極出貨量及增長(zhǎng)率GGII，2、滲透率就中國(guó)飛機(jī)負(fù)極材料滲透情況而言，目前中國(guó)硅基負(fù)極材料受限于成本問(wèn)題，仍主要應(yīng)用高端電池，整體滲透率較低。根據(jù)數(shù)據(jù)，2016-2020年中國(guó)硅基負(fù)極材料滲透率持續(xù)增長(zhǎng)，已達(dá)2。5%，仍有較大空間。，不同于正極材料的激烈競(jìng)爭(zhēng)，目前中國(guó)負(fù)極材料市場(chǎng)相對(duì)平穩(wěn)，人造石墨和天然石墨占據(jù)主要市場(chǎng)（2021年分別占比84%和14%），預(yù)計(jì)未來(lái)隨著硅基技術(shù)發(fā)展，有望為負(fù)極材料帶來(lái)的新的改變。2017-2020年中國(guó)硅基負(fù)極材料滲透率走勢(shì)圖資料來(lái)源:3、價(jià)格對(duì)比硅基負(fù)極以容量定價(jià)，硅負(fù)極純品價(jià)格在每噸20萬(wàn)及以上，復(fù)合品價(jià)格一般在8-12萬(wàn)元/噸，毛利率40%以上，單價(jià)、盈利能力均高于目前的石墨類負(fù)極材料。國(guó)內(nèi)外電池廠商硅基負(fù)極電池產(chǎn)業(yè)化穩(wěn)步推進(jìn)，疊加特斯拉電池新技術(shù)，硅基負(fù)極規(guī)模化應(yīng)用有望加速。2021年底石墨類負(fù)極及硅基負(fù)極單價(jià)對(duì)比四、硅基負(fù)極競(jìng)爭(zhēng)格局1、競(jìng)爭(zhēng)格局2021年以來(lái)，硅負(fù)極參與車企明顯增加。特斯拉將硅負(fù)極應(yīng)用于Model3，在人造石墨中加入10%的硅，將負(fù)極容量提升至550mAh/g，單體能量密度達(dá)300Wh/kg；蔚來(lái)發(fā)布預(yù)鋰化硅碳負(fù)極、帶電量150kWh、續(xù)航里程達(dá)1，000km的半固態(tài)電池，配套蔚來(lái)ET7，預(yù)計(jì)將于2022年四季度推出；廣汽埃安AIONLX采用海綿硅負(fù)極片電池技術(shù)，電芯比能量超過(guò)280Wh/kg，NEDC續(xù)航超過(guò)1，000km。在供給端，硅負(fù)極也正逐漸成為企業(yè)競(jìng)逐風(fēng)口，各大企業(yè)紛紛加速布局。從專利來(lái)看，貝特瑞布局較早，數(shù)量大于杉杉及璞泰來(lái)。貝特瑞于2006年開始布局硅基專利，占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢(shì)。國(guó)內(nèi)硅基負(fù)極材料發(fā)展概況2、主要企業(yè)分析貝特瑞硅碳、硅氧兩手抓，且在持續(xù)更新迭代。截至20年，貝特瑞硅碳負(fù)極已開發(fā)至第三代產(chǎn)品，比容量從第一代的650mAh/g提升至第三代的1500mAh/g，正在開發(fā)第四代硅碳負(fù)極材料產(chǎn)品，硅氧負(fù)極部分產(chǎn)品比容量達(dá)到1600mAh/g以上。22年2月17日，貝特瑞擬擴(kuò)產(chǎn)4萬(wàn)噸硅基負(fù)極，加上現(xiàn)有的3000噸產(chǎn)能，總產(chǎn)能在4。3萬(wàn)噸。一期1。5萬(wàn)噸公司預(yù)計(jì)23年底投產(chǎn)，余下規(guī)劃于28年前投產(chǎn)，硅基負(fù)極產(chǎn)能擴(kuò)張明顯加速2017-2019年貝特瑞硅基負(fù)極材料產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀公司公報(bào)，五、硅基負(fù)極發(fā)展趨勢(shì)1、4680電池或是行業(yè)關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點(diǎn)硅基負(fù)極未來(lái)市場(chǎng)前景廣闊。伴隨4680電池量產(chǎn)進(jìn)程加快，寧德時(shí)代、松下、億緯鋰能、LG等電池廠商均在4680電池技術(shù)上有產(chǎn)能規(guī)劃，預(yù)計(jì)4680大圓柱電池的量產(chǎn)有望帶來(lái)硅基負(fù)極需求的增長(zhǎng)。4680電池采用了高鎳正極，需要使用比容量更高的硅負(fù)極與之匹配，最大限度的提升電池整體能量密度，其次，4680圓柱形的體積相較于方形和軟包結(jié)構(gòu)，更容易控制硅負(fù)極的體積膨脹。特斯拉在2022年2月份宣布已生產(chǎn)了100萬(wàn)塊4680電池