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我国硅基负极材料行业市场规模呈爆发式增长 未来或将迎来量价齐升局面

硅表现出约为0.4v(VS.Li / Li+)的锂化/脱锂化电压,低于其他大多数合金型负极,可提供较高能量密度。同时,其工作电位又略高于石墨锂化电位,可以极大避免析锂现象,提高循环寿命和安全性。硅氧负极材料是将纯硅和二氧化硅合成一氧化硅,形成硅氧负极材料前驱体,然后经多道复杂工序制备而成的负极材料。

硅基负极材料理论比容量约为石墨负极的10倍,具有较大的商业应用潜力。同时,硅基负极材料还具有如下优势:①硅在自然界储量丰富,原材料及制备成本相对较低;②硅在锂嵌入后会形成含锂量很高的合金,并且硅能从各个方向提供锂离子嵌入和脱出的通道,有利于提升电池快充性能;③工作电位适中(0.3—0.4VvsLi/Li+),略高于石墨(0.2V),较好地解决了析锂难题,保障了安全性能。

二、行业发展现状

1、市场规模

得益于动力电池、消费电池市场需求的驱动,以及紧平衡下硅基材料价格的上涨,硅基负极材料市场将呈现量价齐升的局面,我国硅基负极材料行业市场规模进入爆发式增长。2019-2023年,行业市场规模从3.71亿元增长至76.38亿元,复合增长率达到83.12%。

得益于动力电池、消费电池市场需求的驱动,以及紧平衡下硅基材料价格的上涨,硅基负极材料市场将呈现量价齐升的局面,我国硅基负极材料行业市场规模进入爆发式增长。2019-2023年,行业市场规模从3.71亿元增长至76.38亿元,复合增长率达到83.12%。

数据来源:观研天下数据中心整理

2、供应规模

随着硅基负极逐渐接替石墨作为电池负极的重要材料,以及硅基负极材料在技术、成本方面的进一步突破,硅基负极逐步走向产业化的发展趋势。近年来,硅基负极增速不断提升,有望成为重要的负极材料之一。根据GGII统计,2019至2023年我国硅基负极出货量分别为0.37/0.6/1.1/3.1/5.82万吨。

随着硅基负极逐渐接替石墨作为电池负极的重要材料,以及硅基负极材料在技术、成本方面的进一步突破,硅基负极逐步走向产业化的发展趋势。近年来,硅基负极增速不断提升,有望成为重要的负极材料之一。根据GGII统计,2019至2023年我国硅基负极出货量分别为0.37/0.6/1.1/3.1/5.82万吨。

数据来源:GGII,观研天下数据中心整理

3、需求规模

随着新能源汽车市场快速发展,基于对锂电池的高能量密度、快充性能需求,锂电池负极材料正在加速向硅基负极渗透。2019-2023年,硅基负极材料销量从0.35万吨增加到5.46万吨。

随着新能源汽车市场快速发展,基于对锂电池的高能量密度、快充性能需求,锂电池负极材料正在加速向硅基负极渗透。2019-2023年,硅基负极材料销量从0.35万吨增加到5.46万吨。

数据来源:观研天下数据中心整理

三、行业细分市场

1动力锂电池领域

近年来,随着新能源汽车市场快速发展,基于对锂电池的高能量密度、快充性能需求,锂电池负极材料正在加速向硅基负极渗透。硅基负极在动力电池领域产业化进程提速,推动硅基负极材料在动力电池领域市场规模爆发式增长,2019-2023年,行业市场规模从2.52亿元增长至51.95亿元。未来硅基负极材料将成为动力锂电池发展趋势,硅基负极材料正逐步走向产业化。

近年来,随着新能源汽车市场快速发展,基于对锂电池的高能量密度、快充性能需求,锂电池负极材料正在加速向硅基负极渗透。硅基负极在动力电池领域产业化进程提速,推动硅基负极材料在动力电池领域市场规模爆发式增长,2019-2023年,行业市场规模从2.52亿元增长至51.95亿元。未来硅基负极材料将成为动力锂电池发展趋势,硅基负极材料正逐步走向产业化。

数据来源:观研天下数据中心整理

2、消费锂电池领域

消费锂电池也是硅基负极材料主要应用方向,近年来,随着应用增加,硅基负极材料在消费锂电池领域保持快速增长,2019-2031年,市场规模从0.87亿元增长至14.46亿元。虽然全球经济增长不及预期影响,传统3C消费类数码市场(含电动工具类、软包数码等领域等)出现不同幅度降幅。但小动力市场(含锂电二轮车、叉车以及工程机械等)有的小幅增长,预计未来消费锂电池领域将有较大增长空间。

消费锂电池也是硅基负极材料主要应用方向,近年来,随着应用增加,硅基负极材料在消费锂电池领域保持快速增长,2019-2031年,市场规模从0.87亿元增长至14.46亿元。虽然全球经济增长不及预期影响,传统3C消费类数码市场(含电动工具类、软包数码等领域等)出现不同幅度降幅。但小动力市场(含锂电二轮车、叉车以及工程机械等)有的小幅增长,预计未来消费锂电池领域将有较大增长空间。

数据来源:观研天下数据中心整理

3、储能锂电池领域

在风电、光伏装机量持续增长与5G基站建设加快的背景下,储能锂电池需求快速增长。2021-2023年,储能电池行业出现冲量现象,带动储能锂电池出货量增长。从市场规模来看,受益于储能产业的发展,硅基负极材料在储能锂电池领域的应用不断增加,市场规模从0.32亿元增长至9.97亿元。

在风电、光伏装机量持续增长与5G基站建设加快的背景下,储能锂电池需求快速增长。2021-2023年,储能电池行业出现冲量现象,带动储能锂电池出货量增长。从市场规模来看,受益于储能产业的发展,硅基负极材料在储能锂电池领域的应用不断增加,市场规模从0.32亿元增长至9.97亿元。

数据来源:观研天下数据中心整理

四、行业竞争格局

根据观研报告网发布的《中国硅基负极材料行业现状深度研究与发展前景分析报告(2024-2031年)》显示,国内硅基负极材料行业企业大致可以分为四大类:一是现有石墨类负极企业,如贝特瑞、璞泰来等;二是科研院校背景的企业,如天目先导、壹金新能源等;三是电池类企业,如宁德时代、国轩高科等;四是化工企业跨界或硅材料企业切入,如石大胜华等。

目前,硅基负极行业主要参与者如贝特瑞、杉杉股份、璞泰来、天目先导、胜华新材和国轩高科等已完成中试,正在建设大规模标准化产线;其中部分企业已对消费电子、航空航天领域客户实现批量供货。同时,翔丰华、硅宝科技、杰瑞股份、中科电气、新安股份均已布局硅基负极材料,因此硅基负极材料产业仍处于加速发展中。

我国硅基负极材料行业参与者基本情况

公司名称 硅基负极材料布局情况
贝特瑞 公司硅碳、硅氧负极均已批重出货;目前拥有3000吨/年硅基负极材料产能,产品已供应松下。它的硅基负极材料已突破至第三代产品,提升比容里650mAh/g至1500mAbh/g,更高比容里的第四代硅碳产品正在开发。2024年3月1日,负极材料领域,公司已投产产能为 49.5 万吨/年;高镍三元材料领域,公司已投产产能为 6.3 万吨/年。2024 年,印尼年产 8 万吨负极材料项目正在建设中,高镍三元材料整体产能也有望增加,同时,山西瑞君和云南贝特瑞石墨化产能也会陆续释放,石墨化自供率进一步提升。贝特瑞在调研中称,预计2024年公司负极材料出货量有一定幅度的增长;公司目前硅基负极产能5000吨/年,预计2025年硅基负极产品会逐步起量。
杉杉股份 杉杉股份表示,公司硅基负极材料攻克了二代硅氧产品的低温长循环难题,并在行业内首创了球形低膨胀新型硅碳产品。硅氧产品不仅出口实现海外装车,还通过速冷出料、流动态除磁等新工艺突破,进一步缩短生产周期。杉杉股份的硅基负极材料一体化基地项目总投资50亿元,全部建成后可年产4万吨锂电池硅基负极材料,预计年产值100亿元。该公司表示,2023年上半年公司硅基负极产品不断实现技术突破,持续获得海内外客户认可,实现批量供应,其中硅氧产品已在动力和电动工具市场实现批量应用。
璞泰来 与中科院物理所合作量产硅基负极材料,硅碳试验车间2019年投入使用,已完成第二代产品研发,产品已送样下游客户进行测试和认证。另外,在溧阳已建成硅负极材料中试线。公司于2023年7月设立安徽紫宸,启动年产1.2万吨硅基负极材料(单体)的硅基负极生产研发基地项目,目前该项目目前已完成项目立项并积极推进后续工作,预计2025年开始逐步分期投产。
石大胜华 2022年5月,石大胜华发布公告,公司拟与员工持股平台东营盈嘉合壹产业投资合伙企业(有限合伙)设立合资子公司胜华新材料科技(眉山)有限公司,投资建设3万吨/年硅基负极项目。
硅宝科技 2024年2月28日硅宝科技表示,公司5万吨/年锂电池用硅碳负极材料及专用粘合剂项目(该项目内容:建设1万吨/年锂电池用硅碳负极材料、4万吨/年专用粘合剂生产基地、锂电材料研发中心)已经完成全部基建工作,目前正在进行设备安装,将按计划于2024年投产。
深圳斯诺 采用si0纳米化技术、碳包覆技术、歧化技术、石墨复合技术,制备碳包覆si0x/石墨复合材料,在降低Si0体积效应的同时实现能里密度和循环性能的同步提高。
天目先导 2022年4月,天目先导纳米硅基负极项目在溧阳高新区开工,总投资20亿元,一期项目投资10亿元,用地100亩,达产后可年产5万吨新型纳米硅基负极产品。
杰瑞股份 2023年5月5日,杰瑞股份表示,公司现在硅基负极材料方面正在进行产线的调试,2023下半年将进入生产阶段。
国轩高科 已有0.5万吨/年硅碳生产能力,已应用于2023年批量交付的半国态电池,单体能量密度360m/kg。
翔丰华 硅碳处于中试阶段,已得到客户认可,具备产业化条件。
中科电气 硅基类负极材料目前已建设完成中试产线,快充类负极产品已在客户端批量应用。
韩国大洲 大洲目前生产的硅基负极材料为DMSO(DaeioeMetalsilicon0xide),是世界,上首个应用于电动汽车电池的重产高容里氧化硅材料,为硅纳米粒子在硅氧化物矩阵中三维均匀混合的结构。
美国sileMome 研发以硅为主要材质的电池负极材料的初创公司。目前估值为33亿美元。据GGII,SilaNane正在与宝马、ATL等企业合作研发下一代电池,计划在2024年实现量产。
美国安普瑞斯 据GGII,安普瑞斯HESO材料体系的实验数据和理论计算表明,其能重密度可以达到400Wh/Kg或更高,具备有竞争力的生产成本,已于2020年开始向市场批量销售。
美国SolidPower 2021年10月,公司公布了高容里硅固体电池数据:电池负极采用50%硅材料,能童密度为350Wh/kgo。

资料来源:观研天下数据中心整理(WWTQ)

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