硅碳負(fù)極專題：CVD技術(shù)利刃破局2025年放量起航

證券研究報(bào)告·行業(yè)研究·電力設(shè)備與新能源行業(yè)證券研究報(bào)告·行業(yè)研究·電力設(shè)備與新能源行業(yè)CVD技術(shù)利刃破局，2025年放量起航——硅碳負(fù)極專題執(zhí)業(yè)證書(shū)編號(hào)：S0600516080001聯(lián)系郵箱：zengdh@聯(lián)系電話：021-601997931u硅基負(fù)極高能量密度優(yōu)勢(shì)顯著，CVD路線硅碳負(fù)極技術(shù)突破，打開(kāi)市場(chǎng)空間。硅基負(fù)極可提升電池能量密度，成為未來(lái)負(fù)極材料的升級(jí)方向。此前硅基負(fù)極以球磨法硅碳負(fù)極與硅氧負(fù)極為主，球磨法硅碳負(fù)極仍有膨脹問(wèn)題，循環(huán)性能較差，硅氧負(fù)極首效較低，預(yù)鋰化會(huì)大幅增加成本，整體性價(jià)比不高。CVD法硅碳負(fù)極通過(guò)多孔碳骨架來(lái)儲(chǔ)硅，并通過(guò)多孔碳內(nèi)部的空隙來(lái)緩沖硅嵌鋰過(guò)程中的體積膨脹，因此膨脹率低，循環(huán)優(yōu)異，并且碳骨架本身密度小質(zhì)量輕，使得材料能量密度更高，性能潛力大，打開(kāi)市場(chǎng)空間。u消費(fèi)市場(chǎng)確定性起量，25年動(dòng)力放量，我們預(yù)計(jì)25年全球銷量達(dá)0.15萬(wàn)噸，2030年全球需求達(dá)8萬(wàn)噸。此前消費(fèi)領(lǐng)域以硅氧負(fù)極為主，主要應(yīng)用于海外電動(dòng)工具市場(chǎng)；24年起CVD硅碳負(fù)極在高端手機(jī)機(jī)型上大規(guī)模應(yīng)用，25年滲透率預(yù)計(jì)提升至25%+，目前硅基負(fù)極摻雜比例為6%左右，未來(lái)有望提升至10%+；動(dòng)力領(lǐng)域硅碳負(fù)極初期應(yīng)用于圓柱電池，特斯拉21700電池采用球磨型硅碳負(fù)極方案，添加比例較低，但球磨法難以滿足動(dòng)力電池性能要求，4680電池及海外三元方向電池后續(xù)有望采用CVD法方案，25年國(guó)內(nèi)電池廠率先應(yīng)用，CVD法硅碳負(fù)極市場(chǎng)需求規(guī)?？焖偬嵘??？紤]消費(fèi)及動(dòng)力市場(chǎng)放量，預(yù)計(jì)2025年CVD硅碳負(fù)極需求達(dá)0.15萬(wàn)噸，2030年隨著CVD硅碳負(fù)極滲透率提升及成本端下降打開(kāi)市場(chǎng)空間，滲透率提升至30%+，對(duì)應(yīng)總需求可達(dá)8萬(wàn)噸左右。u主流廠商加速CVD路線布局，遠(yuǎn)期成本有望降至20萬(wàn)元/噸以內(nèi)，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)需求放量。當(dāng)前硅基負(fù)極產(chǎn)能以硅氧及球磨法硅碳為主，CVD法產(chǎn)能規(guī)劃中，海外Group14已量產(chǎn)，天目先導(dǎo)、蘭溪致德等初創(chuàng)公司具備百噸級(jí)產(chǎn)能，貝特瑞、璞泰來(lái)等傳統(tǒng)負(fù)極公司陸續(xù)跟進(jìn)；當(dāng)前硅碳負(fù)極售價(jià)40萬(wàn)元/噸+，主要系多孔碳占成本比例較高，且生產(chǎn)設(shè)備仍為20公斤級(jí)，遠(yuǎn)期看，隨著100kg設(shè)備大規(guī)模應(yīng)用，且多孔碳實(shí)現(xiàn)原材料降本，硅碳負(fù)極售價(jià)有望降至20萬(wàn)元/噸以內(nèi)，按10%添加比例計(jì)算，對(duì)應(yīng)單噸負(fù)極成本提升不足2萬(wàn)，電池成本提升0.015元/wh以內(nèi)，整體成本可控，性價(jià)比進(jìn)一步提升。u硅碳負(fù)極放量，多孔碳、單壁碳管及PAA等原材料受益。硅碳負(fù)極核心原材料為多孔碳，多孔碳的造孔技術(shù)及產(chǎn)品設(shè)計(jì)直接決定硅碳負(fù)極性能，行業(yè)壁壘較高，此外單壁碳管及PAA需要配硅碳負(fù)極使用，貢獻(xiàn)需求增量。我們預(yù)計(jì)2030年硅碳負(fù)極需求達(dá)8萬(wàn)噸，對(duì)應(yīng)市場(chǎng)空間130億元，多孔碳對(duì)應(yīng)4萬(wàn)噸需求，按照價(jià)格降至13萬(wàn)元/噸左右計(jì)算，對(duì)應(yīng)50億元市場(chǎng)空間，硅烷預(yù)計(jì)對(duì)應(yīng)4萬(wàn)噸需求，對(duì)應(yīng)16億元市場(chǎng)空間。單壁碳管粉體添加比例預(yù)計(jì)達(dá)0.2%左右，2030年對(duì)應(yīng)1300噸+需求，對(duì)應(yīng)33萬(wàn)噸漿料。u投資建議：25年為CVD硅碳負(fù)極放量元年，全球總出貨有望達(dá)0.15萬(wàn)噸，2030年全球行業(yè)需求有望增長(zhǎng)至8萬(wàn)噸，實(shí)現(xiàn)5年50倍增長(zhǎng)，我們預(yù)計(jì)硅碳負(fù)極廠商、上游多孔碳及配套硅碳負(fù)極使用的輔材如單壁碳納米管、PAA等受益。看好各環(huán)節(jié)龍頭，推薦天奈科技、元力股份、璞泰來(lái)、貝特瑞、信德新材，關(guān)注中科電氣、圣泉集團(tuán)、日播時(shí)尚、德?？萍嫉取風(fēng)險(xiǎn)提示：價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)超市場(chǎng)預(yù)期、原材料價(jià)格不穩(wěn)定、投資增速下滑。2233負(fù)極：硅負(fù)極能量密度優(yōu)勢(shì)明顯，為下一代負(fù)極發(fā)展方向u負(fù)極材料在電池中起儲(chǔ)鋰作用，對(duì)電池性能有直接影響，成本占比10%左右。鋰電池負(fù)極是由活性物質(zhì)、粘結(jié)劑和添加劑制成糊狀膠合劑后，涂抹在銅箔在充放電過(guò)程中嵌入與脫出負(fù)極。充電時(shí)正極鋰被氧化為鋰離子，通過(guò)隔膜到達(dá)負(fù)極，鋰離子嵌入負(fù)極中。u人造石墨為當(dāng)前主流路線，硅基負(fù)極為下一代負(fù)極發(fā)展方向。目前負(fù)極材料中應(yīng)用最廣的是人造石墨與天然圖負(fù)極材料分類技術(shù)指標(biāo)技術(shù)含義可石墨化程度GG越大，碳材料越容易石墨化，同時(shí)晶體結(jié)構(gòu)的有序程度也越高，電池的動(dòng)力學(xué)性能會(huì)得到提升粒度分布材料的粒徑越大，粒度分布越寬，越有利于減小涂布難度,增加極片的壓實(shí)密度，提高電池體積能量密度比表面積大比表面積會(huì)加劇電池在首次循環(huán)時(shí)電解液的分解，造成較低的首次庫(kù)侖效率首次可逆比容量和首次效率首次可逆比容量指首周脫鋰容量，首次效率指首周脫鋰容量與嵌鋰容量的比值。均越高越好密度（壓實(shí)密度/振實(shí)密度越大，體積能量密度也越高電池充放電倍率充放電倍率=充放電電流/額定容量。充電倍率越大充電速度越快，放電倍率越小放電時(shí)間越長(zhǎng)電池循環(huán)性能一定的充放電制度下,電池容量降低到一規(guī)定值之前，電池能經(jīng)受多少次充電與放電，越高越好電池比容量單位質(zhì)量的電池或活性物質(zhì)所能放出的電量電池能量密度單位體積或單位重量的電池，能夠存儲(chǔ)和釋放的電量44負(fù)極：硅負(fù)極能量密度優(yōu)勢(shì)明顯，為下一代負(fù)極發(fā)展方向u硅負(fù)極解決膨脹問(wèn)題后快充性能可明顯改善：石墨是層狀結(jié)構(gòu)，快充充電時(shí)可以避免表面的析鋰現(xiàn)象，可以實(shí)現(xiàn)快速充放電。且硅電壓平臺(tái)高于石墨，充放電過(guò)程中硅表面不容易析鋰，提高電池安全性。表負(fù)極材料性能對(duì)比負(fù)極材料比容量(mAh/g)首次效率(%)電極電位(V)倍率性能循環(huán)壽命(次)膨脹率(%)安全性市場(chǎng)價(jià)(萬(wàn)元/噸)碳材料天然石墨340-37090-930.2一般>1000一般3-6人造石墨310-36090-960.2一般>1500良好3-7中間相碳微球300-35090-940.2良好>1000-良好6-10無(wú)定形碳300-40080-850.52良好>1500良好8-20硅碳400-70085-900.3-0.5略差500-600一般8-60硅氧450-50065-750.3-0.5一般>1000一般40-60非碳材料鈦酸鋰165-17098-99優(yōu)異>30000高10-35鋰金屬386090-95-3.04一般較差負(fù)極材料訴求：高克容量、低電化學(xué)勢(shì)、低膨脹、高導(dǎo)電性、高穩(wěn)定性、低成本u硅材料的膨脹問(wèn)題導(dǎo)致電池循環(huán)壽命低、導(dǎo)電性差：硅在脫嵌鋰過(guò)程中體積活性物質(zhì)在充放電循環(huán)過(guò)程中發(fā)生急劇粉化脫落，同時(shí)SEI膜無(wú)法穩(wěn)定地存在，導(dǎo)致容量快速衰減，電池循環(huán)性能較差。硅的低電導(dǎo)性限制其容量的充分利用；體積變化使活性物質(zhì)與導(dǎo)電劑粘結(jié)劑接觸差，導(dǎo)電性下硅材料特性硅脫/嵌過(guò)程體積變化大活性材料顆粒粉化表面粘貼劑粘性下降，活性物質(zhì)脫落，添加劑不能很好與活性物質(zhì)接觸極片橫縱向承受大應(yīng)力，極片褶皺、脫落，極片與隔膜不能很好接觸硅負(fù)極充放電過(guò)程新裸露表面與電解液不斷生成SEI膜消耗電解液與正極中的活性鋰離子容量快速衰減，庫(kù)倫效率表面導(dǎo)電劑、添加劑被SEI膜包覆，部分失去電子活性硅的低電導(dǎo)性包覆結(jié)構(gòu)核殼型緩沖硅脫嵌過(guò)程的體積效應(yīng)殼中空腔容納體積膨脹，利于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定產(chǎn)生穩(wěn)定SEI膜孔道結(jié)構(gòu)提供快速離子傳輸通道表面積較大，增加材料反應(yīng)活性，提高倍率性能含碳量較多，循環(huán)穩(wěn)定性好硅含量低，可逆比容量低分散結(jié)構(gòu)抑制硅體積膨脹u硅基材料與碳復(fù)合結(jié)構(gòu)可提高循環(huán)性能和倍率性能。當(dāng)前主要采用硅基材料納米化以及與碳材料復(fù)合來(lái)解決硅材料的上述問(wèn)題，通過(guò)Si與石墨材料復(fù)合，利用石墨材料緩沖Si材料在循環(huán)過(guò)程中的體積變化，提高了硅負(fù)極材料的循環(huán)性能和倍率性能。u硅氧負(fù)極可以一定程度上解決膨脹問(wèn)題，但是和鋰硅酸鹽的過(guò)程消耗大量鋰離子導(dǎo)致材料首效很低，通常可以通過(guò)預(yù)鋰化緩解。表硅碳、硅氧負(fù)極性能對(duì)比硅碳硅氧硅碳體積膨脹率較高較低首次充放效率較低較高首次充放效率較低首次庫(kù)倫效率較高較低較弱較強(qiáng)循環(huán)性能較弱較強(qiáng)倍率性能倍率性能較弱較強(qiáng)歧化處理（提高循環(huán)性能）預(yù)鋰化處理（提高材料的首次庫(kù)倫效率）合金化（提高材料的首次庫(kù)倫效率）納米化（提高容量、充放能力）多孔化設(shè)計(jì)（提高電極材料的循環(huán)性能、倍率性能）現(xiàn)有改性方案 7數(shù)據(jù)來(lái)源：GGII，東吳證券研究所硅碳負(fù)極：此前以機(jī)械球磨法為主，難以解決循環(huán)問(wèn)題u機(jī)械球磨法：工藝簡(jiǎn)單更易量產(chǎn)，但循環(huán)次數(shù)較低。將合適完成后再進(jìn)行燒結(jié)。球磨法將硅材料研磨至納米級(jí)別，從而實(shí)現(xiàn)硅碳的均勻混合，可一定程度上解決循環(huán)問(wèn)題。機(jī)械球磨法可以明顯提高材料的電化學(xué)性能，工藝簡(jiǎn)單，可以大規(guī)模生產(chǎn)，但由于研磨過(guò)程中硅顆粒容表硅碳負(fù)極制作工藝化學(xué)氣相沉在基底材料上沉積硅層和碳層，從而獲得硅碳活性循環(huán)穩(wěn)定性好總比容量相對(duì)低首次充放電效率高成本高產(chǎn)物產(chǎn)量少對(duì)設(shè)備要求簡(jiǎn)單，適合工業(yè)化生產(chǎn)機(jī)械球磨法產(chǎn)品團(tuán)聚現(xiàn)象嚴(yán)重粒度較小，分布均勻工藝簡(jiǎn)單，成本較低，適合工業(yè)化生產(chǎn)溶膠-凝膠法將硅顆粒分散于碳凝膠中，制備得到具有三維碳網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征的硅/碳納米復(fù)合材料分散性能好產(chǎn)品易發(fā)生團(tuán)聚，材料循環(huán)性能降低較高的可逆比容量循環(huán)性能好在惰性氣氛下用聚合物高溫?zé)峤猱a(chǎn)生的無(wú)定形碳包覆硅材料，從而獲得碳包覆硅結(jié)構(gòu)的硅碳活性材料工藝簡(jiǎn)單，易產(chǎn)業(yè)化硅的分散性能較差，碳層易分布不均勻能較好地緩沖充放電過(guò)程的體積變化易發(fā)生團(tuán)聚硅碳負(fù)極：CVD路線性能優(yōu)，工藝逐步成熟，發(fā)展?jié)摿^大價(jià)格的下降、硅烷利用率的提升和氣相沉積設(shè)備的放大，理論成本可以進(jìn)一步降低。當(dāng)前主流動(dòng)力及消費(fèi)u球磨法硅碳負(fù)極循環(huán)性能較差，硅氧負(fù)極首效較且即使能制備20nm以下的納米硅，也很難保證其不團(tuán)聚。硅氧負(fù)極形成Li2O和鋰硅酸鹽的過(guò)程消耗大量表：硅基負(fù)極性能對(duì)比粒徑（D50）極片膨脹率機(jī)械球磨法硅碳負(fù)極預(yù)鋰化硅氧負(fù)極需求：消費(fèi)市場(chǎng)率先應(yīng)用CVD硅碳，多款主打機(jī)型配套負(fù)極為主，主要應(yīng)用于海外電動(dòng)工具市場(chǎng)；隨著CVD硅碳負(fù)極技術(shù)逐步成熟，24年起在高端手機(jī)機(jī)型上大規(guī)模應(yīng)用，榮耀、華為、VIVO、OPPO等主打機(jī)型均配套硅碳負(fù)極，我們預(yù)計(jì)，25年滲透率預(yù)計(jì)進(jìn)一步提升至25%+，且后續(xù)筆電、Ipad等領(lǐng)域有望逐步配套。目榮耀Magic5系列青海湖硅碳負(fù)極電池華為MateXs2典藏版華為高硅負(fù)極電池4880mAh-4200mAh-一加Ace3Pro--聚能電池金沙江電池特斯拉21700電池已采用摻硅方案，以球磨型硅碳負(fù)極為主，24年起大圓柱開(kāi)始起量，我們預(yù)計(jì)，特斯拉24準(zhǔn)備，億緯25年出貨我們預(yù)計(jì)為5GWh。球磨法硅碳負(fù)極難以滿足動(dòng)力電池性能要求，4680電池有望采用CVD法方案，25年國(guó)內(nèi)電池廠率先應(yīng)用，且將進(jìn)一步提升硅基負(fù)極添加比例，CVD法硅碳負(fù)極市場(chǎng)需求規(guī)前采用20kg流化床生產(chǎn)，產(chǎn)能仍存在瓶頸，后續(xù)100kg+設(shè)備落地，疊加海外高端需求起量，寧表大圓柱電池量產(chǎn)節(jié)奏公司202020212022202320242025E特斯拉發(fā)布樣品+試產(chǎn)試產(chǎn)(70-80%良率)小批量量產(chǎn)量產(chǎn)松下試產(chǎn)試產(chǎn)試產(chǎn)(70-80%良率)試產(chǎn)試產(chǎn)（完成量產(chǎn)準(zhǔn)備）量產(chǎn)LGES設(shè)計(jì)試產(chǎn)試產(chǎn)試產(chǎn)小批量量產(chǎn)量產(chǎn)三星SDI試產(chǎn)試產(chǎn)試產(chǎn)試產(chǎn)試產(chǎn)寧德時(shí)代設(shè)計(jì)試產(chǎn)試產(chǎn)試產(chǎn)量產(chǎn)億緯鋰能發(fā)布樣品試產(chǎn)試產(chǎn)試產(chǎn)量產(chǎn)u消費(fèi)：24年滲透率預(yù)計(jì)15%左右，對(duì)應(yīng)200噸級(jí)，25年滲透率提升至球手機(jī)出貨量我們預(yù)計(jì)為12.5億臺(tái)，硅基負(fù)極滲透率按照15%計(jì)算，摻硅比例假設(shè)5%，對(duì)應(yīng)CVD硅碳負(fù)極需求195噸左右，考慮其他3C領(lǐng)域需求，我們預(yù)計(jì)24年消費(fèi)領(lǐng)域硅碳負(fù)極需求在245噸左右，25年需求我們u動(dòng)力：當(dāng)前以硅氧為主，25年CVD動(dòng)力端開(kāi)始起量，預(yù)計(jì)開(kāi)始添加CVD硅碳負(fù)極，需求我們預(yù)計(jì)20GWh，對(duì)應(yīng)CV%%噸噸2%噸%噸噸噸噸噸噸空間：25年鋰電總需求預(yù)計(jì)1.85Twh，30年預(yù)計(jì)4Twhu我們預(yù)計(jì)25年需求1851GWh，同增31%，若考慮25年補(bǔ)庫(kù)，實(shí)際需年翻倍以上。圖：動(dòng)力及儲(chǔ)能需求增速預(yù)期20232024E2025E2026E2027E2028E2029E2030E海外：乘用車(chē)動(dòng)力電池裝機(jī)需求（Gwh）-海外平均單車(chē)帶電量（kwh）61.160.559.357.455.354.754.053.2國(guó)內(nèi)：動(dòng)力電池裝機(jī)需求（Gwh）-國(guó)內(nèi)平均單車(chē)帶電量（kwh）46.946.447.146.847.548.349.250.2全球動(dòng)力電池裝機(jī)需求（gwh）YoY-全球平均單車(chē)帶電量（kwh）53.452.052.352.656.8全球動(dòng)力電池實(shí)際需求（gwh）YoY全球儲(chǔ)能電池合計(jì)（gwh）YoY67%57%51%25%20%20%20%20%國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能電池（gwh）77120151181213247285327海外儲(chǔ)能電池（gwh）全球動(dòng)力+儲(chǔ)能電池實(shí)際需求合計(jì)YoY 13空間：硅碳負(fù)極適配高鎳三元電池，2030年空間9萬(wàn)噸u硅碳負(fù)極成本提升，主要搭配高鎳電池使用，預(yù)計(jì)2030年全球空間接近9萬(wàn)噸。動(dòng)力電池能量密度主要受正極材料體系決定，硅碳負(fù)極提升能量密度的同時(shí)會(huì)提高電池成本，主要圖：硅碳負(fù)極空間測(cè)算202320232024E2025E2026E2027E2028E2029EYoY空間：固態(tài)電池打開(kāi)硅碳負(fù)極應(yīng)用空間，30年預(yù)計(jì)1.5萬(wàn)噸u半固態(tài)先行，24年開(kāi)啟放量，全固態(tài)預(yù)計(jì)30年后放量。半固態(tài)電池23年起開(kāi)始產(chǎn)業(yè)化，但技術(shù)、產(chǎn)品仍不成熟，我們預(yù)計(jì)24年出貨量1-2GWh，25年預(yù)計(jì)5GWh，30年超100GWh，滲透率提升至2-3%；全固態(tài)電池預(yù)計(jì)27年小批量裝車(chē)，以示范運(yùn)營(yíng)為主，出貨量0.5GWh，30年預(yù)計(jì)開(kāi)啟產(chǎn)業(yè)化，出貨量預(yù)計(jì)3GWh，隨著規(guī)模效應(yīng)釋放，成本持續(xù)下降，35年出貨量有望突破300GWh。u負(fù)極向高性能迭代，短中期向硅基負(fù)極發(fā)展，2030年硅碳負(fù)極需求預(yù)計(jì)1.5萬(wàn)噸。鋰電池負(fù)極材料目前以石墨為主，具有高電導(dǎo)率和高穩(wěn)定性等優(yōu)勢(shì)，但已接近理論比容量(372mAh/g)。硅基負(fù)極理論比容量高(4200mAh/g)，但存在體積膨脹(380%)、導(dǎo)電性差和SEI膜不穩(wěn)定的問(wèn)題，多與石墨摻雜應(yīng)用。整體看，負(fù)極液態(tài)向硅碳負(fù)極發(fā)展，尤其CVD法迎來(lái)突破，考慮半固態(tài)電池中添加比例提升至15%，預(yù)計(jì)2030年需求達(dá)1.5萬(wàn)噸。圖：硅碳負(fù)極空間測(cè)算半固態(tài)電池滲透率5全固態(tài)電池滲透率000013固態(tài)電池滲透率50011248u預(yù)計(jì)25年CVD硅碳負(fù)極需求達(dá)0.15萬(wàn)噸，2030年需求預(yù)計(jì)可年總體滲透率2%，電池?fù)焦璞壤?%左右，對(duì)應(yīng)總需求達(dá)0.15萬(wàn)噸，2030年隨著CVD硅碳負(fù)極滲透率提升257-0246014- 16CVD法成本下降打開(kāi)空間，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈需求放量u硅碳材料行業(yè)當(dāng)前以硅氧產(chǎn)能為主，貝特瑞份額領(lǐng)先。傳統(tǒng)的負(fù)極企業(yè)有布局，初期出貨以硅氧負(fù)極為主，其中貝特瑞出貨0.3萬(wàn)噸以上，主供海外電動(dòng)工具市場(chǎng)，全球份額領(lǐng)規(guī)劃產(chǎn)能硅碳+硅氧球磨法+硅氧4萬(wàn)噸硅碳+硅氧杉杉股份硅碳+硅氧硅氧為主硅碳+硅氧硅氧為主道氏技術(shù)硅碳天目先導(dǎo)硅碳+硅氧-硅碳+硅氧硅寶科技硅碳硅碳硅碳+硅氧信越化學(xué)硅氧硅碳大洲電子硅碳硅碳Amprius硅碳400噸 u碳骨架的制備及選型直接決定硅碳負(fù)極性能。不同場(chǎng)景下的碳骨差異極大，需要專業(yè)的電芯設(shè)計(jì)人員配合才能完成開(kāi)發(fā)。理解多孔碳在硅碳材料和全電池中的性能表現(xiàn)決定了公司研發(fā)的準(zhǔn)確度和效率。以蘭溪致德的專利為例，碳骨架的原料、孔容、生產(chǎn)方式等對(duì)于電池極片性能表：不同工藝下硅基負(fù)極極片性能指標(biāo)對(duì)比極片膨脹率（%）倍率（%）椰殼炭基+水熱法8h椰殼炭基+水熱法2h椰殼炭基+水熱法23h椰殼炭基+木質(zhì)素5%椰殼炭基+木質(zhì)素20%椰殼炭基+AlPO4包覆成品石油焦基2020數(shù)據(jù)來(lái)源：蘭溪致德專利，東吳證券研究所u流化床工藝難點(diǎn)在于生產(chǎn)參數(shù)控制，當(dāng)前設(shè)備20kg級(jí)已成熟，100kg及以上預(yù)計(jì)25-26年逐步落地。流化當(dāng)前應(yīng)用中實(shí)驗(yàn)級(jí)3公斤、中試級(jí)20公斤設(shè)備基本成熟，20kg對(duì)應(yīng)單線2-3噸，難以形成千噸級(jí)以上規(guī)模；現(xiàn)已有商業(yè)級(jí)100kg、250kg成熟設(shè)備，但大裝置可能導(dǎo)致硅烷沉積不均勻，且也存在安全性問(wèn)題，良率、款式基本款/特氣款硬碳款/硅碳基本款/硅碳硅烷/金屬有機(jī)氣體硅碳基本款/硅碳硅烷/硅碳硅烷硅碳硅烷硅碳硅烷成本：CVD法性價(jià)比高，遠(yuǎn)期售價(jià)有望降至20萬(wàn)體成本較高，當(dāng)前售價(jià)30萬(wàn)/噸左右，占總成本占比40%+，且當(dāng)前設(shè)備以20kg為主，單臺(tái)設(shè)備50萬(wàn)+，對(duì)應(yīng)2噸左右產(chǎn)能，單位投資較高。當(dāng)前CVD法硅碳負(fù)極售價(jià)低于預(yù)鋰硅氧負(fù)極，且性能更好，膨脹性能、首后續(xù)隨著100kg設(shè)備大規(guī)模應(yīng)用，且多孔碳實(shí)現(xiàn)原材料降本，硅碳負(fù)極售價(jià)有望降至20萬(wàn)/噸以內(nèi)，按10%添加比例計(jì)算，對(duì)應(yīng)單噸負(fù)極成本提升不足2萬(wàn)元，電池成本提升0.015元/wh以內(nèi)，整體成本可控進(jìn)一步提升。表：CVD法硅碳負(fù)極成本測(cè)算短期長(zhǎng)期單位用量單位單位價(jià)格單位成本單位成本單位用量單位單位價(jià)格單位成本單位成本萬(wàn)元/噸萬(wàn)元/噸多孔碳0.5t44%0.5t748%硅烷0.7t621%0.6t52其他---13%---0.54%硅烷利用率70%-90%-材料成本合計(jì)（萬(wàn)元/噸，不含稅）2168%69%單噸投資（萬(wàn)元）6折舊（萬(wàn)元/噸）2.58%0.64%能源成本及人工費(fèi)等（萬(wàn)元/噸）4322%合格率90%95%成本合計(jì)（萬(wàn)元/噸，不含稅）售價(jià)（萬(wàn)元/噸，含稅）45毛利率24%22%u多孔碳為硅碳負(fù)極的碳骨架。多孔碳材料具備比表面積高、微觀形貌可控、孔洞結(jié)構(gòu)豐富、導(dǎo)電性良好、穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，高比表面積使多孔碳能結(jié)合更多鋰離子，為鋰離子電池提供高容量。多維復(fù)雜的孔洞結(jié)構(gòu)為鋰離子提供了有效快速的擴(kuò)散通道，具備良好的電化學(xué)性能。表：樹(shù)脂基球形多孔碳制備路線2323u多孔碳生產(chǎn)工藝核心為造孔工藝，主要通過(guò)水蒸氣或堿活化。活化法可以將碳前驅(qū)體與活化劑混合后在高溫u多孔碳當(dāng)前仍為定制化的產(chǎn)品，將直接決定硅碳負(fù)極性能。多孔碳當(dāng)前為非標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，孔徑、孔容、孔隙率需要下游電池廠按需定制，比表面積、孔隙分布、均勻性等參數(shù)至關(guān)重要，不均勻會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品一致性差、表：活化法造孔工藝2424硅烷：價(jià)格快速下降，帶動(dòng)硅碳負(fù)極成本下u硅烷下游主要為光伏及面板行業(yè)，少數(shù)用于半導(dǎo)體及硅碳負(fù)極，生產(chǎn)及運(yùn)輸難度較高。甲硅烷（四氫化硅）化學(xué)分子式為SiH4，習(xí)慣上稱為硅烷，硅烷氣廣泛應(yīng)用于光伏、顯示面板、半導(dǎo)體、鋰電池硅碳負(fù)極。但u24H2硅烷價(jià)格快速下降，未來(lái)有望降至5萬(wàn)元/噸左右，成為硅碳負(fù)極降本來(lái)源之一。2024年以來(lái)，受光伏行業(yè)調(diào)整影響，硅烷氣價(jià)格承壓，24年下半年價(jià)格已從23年的20-25萬(wàn)元/噸降至目前5-10萬(wàn)元/噸以內(nèi)，硅碳負(fù)極單噸耗0.5-0.7噸硅烷，對(duì)應(yīng)成本下降5-10萬(wàn)元/噸，成為硅碳負(fù)極主要降本來(lái)源之一。我們預(yù)計(jì)硅硅粉2525數(shù)據(jù)來(lái)源：晶格半導(dǎo)體，東吳證券研究所碳納米管：硅碳負(fù)極催化單壁碳管需求求有望達(dá)0.15萬(wàn)噸左右，對(duì)應(yīng)負(fù)極1-2萬(wàn)噸，單壁碳管添加量約5‰，預(yù)計(jì)對(duì)整體單壁碳管粉體需求量達(dá)50噸左右，漿料粉體比為250:1，對(duì)應(yīng)1-1.5萬(wàn)噸漿料需求，當(dāng)前僅天奈科技及OCSiAl可量產(chǎn)，行業(yè)壁壘圖：主要導(dǎo)電劑廠商產(chǎn)能規(guī)劃（萬(wàn)噸）2022有效2023有效2024有效E2025有效E天奈科技8.09.0LG化學(xué)卡博特6.3道氏技術(shù)4.06.0萊爾科技黑貓股份2.56.0集越納米2.02.0無(wú)錫東恒0.60.8捷邦科技2.0曲靖飛墨NanocylSA0CSiAl0.4主流廠商合計(jì)27.239.853.22626數(shù)據(jù)來(lái)源：能源學(xué)人，東吳證券研究所u新型粘結(jié)劑PAA可以改善硅基負(fù)極循環(huán)性能，有望替代傳統(tǒng)CMC+SBR粘結(jié)劑方案。PAA的側(cè)鏈含有較多適用場(chǎng)景石墨負(fù)極粘結(jié)劑石墨負(fù)極粘結(jié)劑石墨/硅基負(fù)極粘結(jié)劑分散體系具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和溫度特性，具有優(yōu)良的機(jī)械性能和加工性成本低，非易燃。增加導(dǎo)電劑或活性材料，可命容易與嵌鋰石墨等發(fā)生反應(yīng)粘結(jié)力較弱，添加量大。未來(lái)SBR在石墨中會(huì)位置容易開(kāi)裂柔性較差;對(duì)環(huán)境酸堿度要求高。分子間羧基氫鍵作用力較強(qiáng)，溶于水易形成分子2727預(yù)計(jì)30年硅碳負(fù)極需求達(dá)8萬(wàn)噸，產(chǎn)業(yè)鏈充分受益2828u主材：預(yù)計(jì)2030年全球硅碳負(fù)極需求達(dá)8萬(wàn)噸，對(duì)應(yīng)全球市場(chǎng)空間約130億u添加劑：?jiǎn)伪谔脊芊垠w添加比例預(yù)計(jì)達(dá)0.加比例由1%提升至2-3%，按照2.5%計(jì)算，預(yù)計(jì)2030年對(duì)應(yīng)1.7萬(wàn)噸需求。---5554440-2- 29數(shù)據(jù)來(lái)源：GGII，東吳證券研究所測(cè)算u背靠中科院物理所，實(shí)現(xiàn)硅碳負(fù)極產(chǎn)業(yè)化量產(chǎn)。1996年，中科院物理所“中國(guó)鋰電池之父”陳立泉院士、李泓研究員率先在全球開(kāi)展納米硅基負(fù)極材料的研究，實(shí)施了材料組與結(jié)構(gòu)的專利布局。2013年團(tuán)隊(duì)完成納米硅基負(fù)極材料的小試放大，為中試生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。2017年具備產(chǎn)業(yè)化能力后，天目先導(dǎo)成立，企業(yè)致力于硅基負(fù)極材料的規(guī)模生產(chǎn)及應(yīng)用。工后可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)1萬(wàn)噸高端納米硅基電池負(fù)極材料；二期工程投產(chǎn)達(dá)效后，年產(chǎn)能可達(dá)5萬(wàn)噸，產(chǎn)值150億 30u公司為一家生產(chǎn)硅碳負(fù)極的初創(chuàng)公司。蘭溪致德位于浙江省金華市經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)，專注于鋰電池用高容量硅負(fù)極材料的初創(chuàng)公司，主要產(chǎn)品為鋰電池用高容量硅/碳負(fù)極材料，包括ZDS01（低成本、普通效率的硅負(fù)極材料）、ZDS02（新型高效硅負(fù)極u當(dāng)前CVD路徑推進(jìn)較快，總產(chǎn)能500噸。2016年，該公司開(kāi)始進(jìn)行硅碳負(fù)極的研發(fā)工作，目前已掌握核心硅碳材料的低成本納米化制備技術(shù)，并通過(guò)自主研發(fā)核心設(shè)備，打破了國(guó)外龍頭企業(yè)對(duì)硅碳負(fù)極硬件的壟斷，實(shí)現(xiàn)了低成本、高品質(zhì)的全產(chǎn)業(yè)鏈布局。蘭溪致德一期500噸鋰電池硅碳負(fù)極材料項(xiàng)目于2021年7表：公司主要專利情況1硅基復(fù)合材料及其制備方法、負(fù)極極片、鋰離子電池2硅基復(fù)合材料及其制備方法3納米硅碳復(fù)合材料、其制備方法及應(yīng)用4復(fù)合多孔材料及應(yīng)用、硅基復(fù)合材料、負(fù)極和電池5硅碳復(fù)合材料及其制備方法、負(fù)極和電池6硅碳負(fù)極材料及其制備方法7硅基復(fù)合材料及制備方法和電池 31數(shù)據(jù)來(lái)源：蘭溪致德官網(wǎng)，東吳證券研究所極研發(fā)和量產(chǎn)的公司。一直以來(lái)公司的生產(chǎn)和研發(fā)都處于行業(yè)領(lǐng)先地位，是國(guó)內(nèi)唯一一家擁有國(guó)外訂單的企方面的專利也排行業(yè)第一。u當(dāng)前出貨以硅氧負(fù)極為主，CVD硅碳研發(fā)中。2024年底公司0.3-0.4萬(wàn)噸，以硅氧負(fù)極為主，此外公司規(guī)劃4萬(wàn)噸硅基負(fù)極項(xiàng)目，后續(xù)我們預(yù)計(jì)在2025年-2028年陸續(xù)投產(chǎn)，硅基負(fù)極產(chǎn)能擴(kuò)張明顯加速，公司在產(chǎn)能、技術(shù)、客戶端優(yōu)勢(shì)明顯，龍頭地位穩(wěn)固。表：貝特瑞業(yè)績(jī)情況 32數(shù)據(jù)來(lái)源：貝瑞特公告，東吳證券研究所u硅碳負(fù)極初步投產(chǎn)0.15萬(wàn)噸產(chǎn)能，25年預(yù)計(jì)貢獻(xiàn)百噸級(jí)出貨。目前硅碳負(fù)極中試產(chǎn)能已供不應(yīng)求，公司24年底產(chǎn)能單月20噸，公司正加快產(chǎn)能建設(shè)，我們預(yù)計(jì)25Q1末新增產(chǎn)能投產(chǎn)，25年年底產(chǎn)能達(dá)1500噸，公司25年銷量我們預(yù)計(jì)達(dá)500-1000噸，主要供應(yīng)消費(fèi)電池。遠(yuǎn)期看，公司23年5月公告擬投資建設(shè)硅基負(fù)極研發(fā)生產(chǎn)基地，該項(xiàng)目建成后將形成年產(chǎn)1.2萬(wàn)噸硅基負(fù)極材料（單體）的產(chǎn)能規(guī)模，后續(xù)產(chǎn)能有望進(jìn)一步擴(kuò)張。24年出貨13-14萬(wàn)噸，同降10%+，出貨下滑主要系負(fù)極行業(yè)低價(jià)背景下公司主動(dòng)減少訂單。其中24Q3負(fù)極存貨計(jì)提減值影響0.7-0.8億元利潤(rùn)，若加回則經(jīng)營(yíng)性單噸盈虧平衡，環(huán)比持平。25Q1起四川新基地逐步投產(chǎn)帶動(dòng)降本，其中一期5萬(wàn)噸24年年底投產(chǎn)，后續(xù)5萬(wàn)噸預(yù)計(jì)25H1投產(chǎn)，新增產(chǎn)能成本有望降至表：璞泰來(lái)業(yè)績(jī)情況 33數(shù)據(jù)來(lái)源：璞泰來(lái)公告，東吳證券研究所u多孔碳自供，CVD硅碳中試線逐步跑順，25年預(yù)計(jì)新增量產(chǎn)產(chǎn)線。公司在碳材料領(lǐng)域具有豐富的經(jīng)驗(yàn)和深厚的技術(shù)積累，一直致力于設(shè)計(jì)合成具有高強(qiáng)度、低缺陷的多孔碳載體，在經(jīng)過(guò)納米硅沉積后能有效抑制硅碳在充放電過(guò)程中的體積膨脹等問(wèn)題。公司已建立了技術(shù)先進(jìn)的硅基負(fù)極材料一體化研發(fā)生產(chǎn)體系，表：道氏技術(shù)碳材料布局產(chǎn)品名稱碳納米管導(dǎo)電劑主要用于鎳鈷錳三元?jiǎng)恿﹄姵卣龢O、硅基負(fù)極石墨烯導(dǎo)電劑主要用于鐵鋰動(dòng)力和儲(chǔ)能電池負(fù)極材料(部分產(chǎn)線建成投產(chǎn))石墨負(fù)極應(yīng)用于制造動(dòng)力電池、消費(fèi)電子電池和儲(chǔ)能電池硅基負(fù)極 34數(shù)據(jù)來(lái)源：道氏技術(shù)公告，東吳證券研究所u天奈產(chǎn)品價(jià)格穩(wěn)定，單位盈利有望維持0.3萬(wàn)元+，25年海外市場(chǎng)有望帶動(dòng)盈利提升。天奈單噸扣非凈利萬(wàn)元+。公司積極布局海外市場(chǎng)，美國(guó)1萬(wàn)噸和歐洲3000噸碳管漿料項(xiàng)目籌建中，激勵(lì)目標(biāo)24-25年海外銷量增長(zhǎng)20%/40%。u25年硅碳起量，單壁碳納米管預(yù)計(jì)開(kāi)始貢獻(xiàn)增量。天奈單壁碳管產(chǎn)能24年底20噸，25年底我們預(yù)計(jì)將達(dá)1Q232Q233Q234Q23出貨量（噸）10,50015,00016,50014,00015,00021,00023,00027,600-單噸利潤(rùn)（萬(wàn)元/噸）0.380.330.430.480.340.280.280.30減值損失（百萬(wàn)元）52021其他經(jīng)營(yíng)收益（百萬(wàn)元）7.326.186.1868.542.142.307.00歸屬于母公司所有者的凈利潤(rùn)（百4072626790-同比-60%-52%-42%41%35%23%-6%-34%-環(huán)比-59%26%43%89%-60%9%34%扣非歸母凈利潤(rùn)（百萬(wàn)元）446567606583 35數(shù)據(jù)來(lái)源：天奈科技公告，東吳證券研究所元力股份：深度綁定頭部電池廠，載硅多孔碳大有所為u聚焦載硅多孔碳材料，消費(fèi)動(dòng)力領(lǐng)域大有所為。公司聚焦硅碳產(chǎn)品中的多孔碳，其作為載硅材料，載硅比例近50%，前驅(qū)體采用椰子殼材料，目前已實(shí)現(xiàn)噸級(jí)出貨，主要應(yīng)用于消費(fèi)和高端動(dòng)力領(lǐng)域。公司多孔碳產(chǎn)品一致性好，質(zhì)量客戶認(rèn)可度高，深度綁定頭部電池廠，目前已完成500噸產(chǎn)線建設(shè)，我們預(yù)計(jì)3636數(shù)據(jù)來(lái)源：元力股份公告，東吳證券研究所圣泉集團(tuán)：布局樹(shù)脂類多孔碳，綁定頭部客戶穩(wěn)定放量u布局樹(shù)脂多孔碳，24年形成百噸級(jí)別銷量，25年有望進(jìn)一步增長(zhǎng)。公司的樹(shù)脂多孔碳目前供應(yīng)天目先導(dǎo)、月需求提升至30噸+，我們預(yù)計(jì)2025年出貨100-200噸左右。公司1000噸擴(kuò)產(chǎn)于2024年底落地，且高性表：圣泉集團(tuán)鋰電板塊布局從秸稈中提取的硬碳前驅(qū)體，硬碳克容量達(dá)到350mAh/g以上，首效≥90%，極片壓實(shí)密度突破1.球形粒徑大小分布均勻、孔道結(jié)構(gòu)均一可控，能現(xiàn)硅烷沉積均勻性和一致性，振實(shí)密度在保持粒 37數(shù)據(jù)來(lái)源：圣泉集團(tuán)公告，東吳證券研究所u公司高抗拉銅箔布局領(lǐng)先，適配硅碳負(fù)極的膨脹特性。硅的抗拉強(qiáng)度、彈性模量、延伸率等性能提出了更高的匹配要求。公司在高抗拉銅箔產(chǎn)品領(lǐng)先，23年率先推出抗拉強(qiáng)度>450MPa銅箔，24年推出抗拉強(qiáng)度>700MPa產(chǎn)品，后續(xù)有望再進(jìn)一步提升至800+，適配高5和6微米的高抗拉、高延展率產(chǎn)品，后續(xù)超薄銅箔、高抗拉銅箔等品溢價(jià)明顯，平均加工費(fèi)在2.3萬(wàn)元/噸以上，單位盈利3k元+，隨著高抗拉占比提升產(chǎn)品名稱厚度(μm）抗拉強(qiáng)度（MPa）延伸率*1（%）4.5/5/6/7/8動(dòng)力、儲(chǔ)能電池4/4.5/5/6400-500動(dòng)力、儲(chǔ)能電池4/4.5/5/6數(shù)碼電池、動(dòng)力、儲(chǔ)能電池特強(qiáng)4/4.5/5/6數(shù)碼電池、硅基負(fù)極電池4/4.5/5/6高端數(shù)碼電池45879軟包、大圓柱電池全/半固態(tài)電池雙面毛銅箔45816全/半固態(tài)電池 38數(shù)據(jù)來(lái)源：德?？萍脊?，東吳證券研究所u負(fù)極包覆材料可有效改善首次充放電效率及倍率性能，為快充負(fù)時(shí)，對(duì)電解液具有較強(qiáng)的選擇性，石墨材料若未經(jīng)修飾直接與PC等電解液接觸，會(huì)造成電在鋰離子插入和脫出的過(guò)程中，石墨片層會(huì)沿著a-軸剝離，直接導(dǎo)致負(fù)極容量衰減，并導(dǎo)致電極的循環(huán)穩(wěn)定u硅碳負(fù)極添加比例預(yù)計(jì)達(dá)20%+，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于人造石墨添加比例，公司通常采用瀝青基包覆材料，且因其相對(duì)于石墨負(fù)極具有較高的膨脹系數(shù)，對(duì)包覆材料的添加比例及性能要求較高，最低為20%，一般廠商選擇添加圖表包覆材料添加量占比圖表不同類型負(fù)極包覆材料添加量負(fù)極類型負(fù)極類型添加環(huán)節(jié)添加比例天然石墨球形化后5%-10%人造石墨二次造粒+碳化