前言：
硅基负极理论比容量远高于石墨，具备较大发展前景，逐渐成为电池负极材料研究的热点。硅负极不同掺硅量适应不同场景的需求，目前硅基负极材料已在手机等多个场景逐步开启规模级应用。从技术趋势看，硅氧和硅碳为硅基负极材料产业化应用主要技术路线，其中新型 CVD 硅碳凭借在能量密度和膨胀控制方面的突出表现，正逐步成为行业主流选择。
深圳贝特瑞是国内最早量产硅基负极材料的企业之一，其新一代硅基负极产品已于2024年成功导入国际头部客户供应链，在国内乃至全球硅基负极市场份额领先，为龙头企业；除此之外，国内天目先导、兰溪致德、璞泰来等进展相对领先。随着多家企业布局千吨级以上硅基负极产能，硅基负极有望逐步走向产业化，国产话语权将不断增强。
一、硅基负极材料成研究热点，已在手机等多个场景逐步开启规模级应用
根据观研报告网发布的《中国硅基负极材料行业发展趋势分析与未来投资预测报告（2025-2032年）》显示，硅基负极材料是锂离子电池中的一种关键材料，具备独特的材料组成和优越的性能。
石墨负极是现阶段锂电池采用的主流负极材料，但由于理论比容量低（372 mA·h/g）和锂离子枝晶生长等问题，石墨性能提升空间已有限。而硅基负极的理论比容量（4200 mA·h/g）远高于石墨，工作电压(0.4V)适宜，不存在析锂隐患，且 Si 在地壳储量丰富、价格低廉且环境友好，因此具备较大发展前景。硅基负极材料逐渐成为电池负极材料研究的热点。
电池负极材料对比
| 性能指标 | 硅基复合材料 | 人造石墨 | 天然石墨 | 中间相碳微球 | 石墨烯 | 钛酸锂 |
| 克容量(mAh/g) | 4200 | 310-360 | 340-370 | 300-340 | 400-600 | 165-170 |
| 首次效率(%) | 84% | 93% | 90% | 94% | 30% | - |
| 循环寿命(次) | 300-500 | >1500 | >1000 | >1000 | 10 | >30000 |
| 工作电压 | 0.3-0.5V | 0.2V | 0.2V | 0.2V | 0.5V | 1.5V |
| 快充性能 | 好 | 一般 | 一般 | 一般 | 差 | 好 |
| 倍率性能 | 一般 | 一般 | 差 | 好 | 差 | 好 |
| 安全性 | 差 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 | 好 |
| 优点 | 理论比能量高 | 技术及配套工艺成熟，循环性能好 | 技术及配套工艺成熟，成本低 | 技术及配套工艺成熟，倍率性能好，循环性能好 | 电化学储能性能优异，充电速度快，可提高锂电池的负载能力 | 倍率性能优异，高低温性能优异，循环性能优异，安全性能优异 |
| 缺点 | 技术及配套技术不成熟，成本高，充放电体积变形，导电率低 | 比能量低，倍率性能差 | 比能量已到极限，循环性能及倍率性能较差，安全性较差 | 比能量低，安全性能较差，成本高 | 技术及配套技术不成熟，成本高 | 技术及配套工艺不成熟，成本高，能量密度低 |
| 发展方向 | 低成本化，解决与其他材料的配套问题 | 提高容量，低成本化，降低内阻 | 低成本化，改善循环 | 提高容量，低成本化 | 低成本化，解决与其他材料的配套问题 | 解决钛锂酸与正极、电解液的匹配 |
资料来源：观研天下整理
硅基负极材料是以硅为活性物质，通过与锂离子发生反应实现储能的电极材料，起着能量的储存与释放的作用，硅负极不同掺硅量适应不同场景的需求。
目前硅基负极材料已经在国内多个场景逐步开启规模级应用：低硅占比5%-10%，适用于对循环性能要求较高的场景，如消费电子产品、新能源车；中等硅占比10%-20%，适用于能量密度要求更高的高端新能源车、无人机；高硅占比20%-30%，适用于对能量密度要求极高的场景，如低空载人飞行器、长航时飞行器等。
硅基负极材料应用情况
| 应用领域 | 应用情况 |
| 手机 | 手机容量突破主要依赖于硅碳负极的应用。手机电池容量的大幅提升主要依赖于硅碳负极的应用，如一加 Ace 3 Pro 的 6100mAh 电池，比传统 5000mAh 电池容量增加了 23.1%，6%的硅含量带来约 1000mAh 的容量提升，同时体积相比 5000mAh 电池减少 3%，原因在于硅碳负极材料拥有更高的能量密度。 |
| 可穿戴设备 | AI 眼镜依然极度依赖充电，远无法做到如智能手机的全天候使用，且 AI 计算能力越强，AI 眼镜掉电越快。硅负极为重要解决方案。随着 AI、XR 硬件等追求有限空间内长续航的应用领域更多产品的落地和普及，对高能量密度、安全优质的电池产品需求会进一步爆发，硅负极为重要解决方案。产业内如豪鹏科技已完成高硅含量的锂离子电池开发，并应用于穿戴类产品，公司将与欧洲某硅材料战略合作伙伴共同围绕 100%硅负极锂离子电池产品展开研发工作，并将在未来集中转化应用于北美知名智能穿戴类品牌客户的相关项目。 |
| 电动工具 | 硅基负极在小圆柱电池中的应用已较为成熟，根据高工锂电，电动工具对硅基负极的需求随电池容量升高而递增，2500-2600mAh 的高倍率小圆柱电池已开始应用硅基负极，而3000-3500mAh 的产品则更为依赖。根据天鹏电源（蔚蓝锂芯）官网，其倍率型三元电池已经广泛使用硅氧、硅碳负极。 |
| 电车 | 特斯拉、宝马大圆柱电池已明确搭载硅碳负极。特斯拉 4680 电池始终采用硅负极；宝马动力电池第六代产品，使用大圆柱电芯，与第五代方形电芯相比，正极镍含量更高，钴含量减少，负极硅含量增加，能量密度提高 20%，续航里程提升 30%，充电速度提升 30%。特斯拉 4680 电池已实现批量的供应，而宝马大圆柱电池率先应用于今年亮相的首款新世代车型，以及 2026 年起量产的国产新世代车型，并将广泛应用到其他纯电车型，包括未来的纯电 M 车型。25 年国内硅负极有望上车。根据《财经》，车用动力电池的装车前验证需要更长时间，根据新车计划，2025 年有多家车企的新能源高端车型都将应用含硅负极技术，其中低硅负极材料，量产难度较低，成本增加少，在提升能量密度的同时，循环寿命损失不明显，终端客户无需复杂调整即可能量密度提升。 |
| 固态电池/半固态电池 | 固态电池：长期发展趋势确定。较液态电池，全固态电池在理论上具备更高能量密度、更安全、长寿命、更广温度工作范围，是进一步打开车、低空飞行器、机器人续航上限的理想方案，也是国家巩固电池领域科技定价权的重要抓手，政策+市场双加持下，长期发展趋势确定。全固态电池产业化稳步推进，硅碳负极为全固态电池中期的主流方案。2025 年 2 月，欧阳明高院士表示，当前全固态电池的技术路线，要聚焦以硫化物电解质为主体电解质，匹配高镍三元正极和硅碳负极的技术路线，以比能量 400Wh/kg、循环寿命 1000 次以上为性能目标，确保 2027 年实现轿车小批量装车。半固态电池：车领域，2024 年部分车企已经量产装车半固态电池，如卫蓝新能源供应蔚来，清陶能源供应上汽智己；2025 年，上汽名爵等更多车企将在新车型上搭载半固态电池。消费电子领域，24 年初手机厂商开始在旗舰机型，尤其折叠屏机型上搭载半固态电池，24 年底 vivo 开始在 2000 元—4000 元价位的中端机 S20 上搭载半固态电池（蓝海电池），蓝海电池的负极材料采用了业内领先的二代硅技术，能量密度达 780Wh/L，相较于上一代的极限石墨电池，能量密度提升 15.4%。低空领域，宁德时代布局有凝聚态电池，可用于电动飞机，根据高工锂电，硅负极的添加比例或在 20%以上。 |
资料来源：观研天下整理
二、硅氧、硅碳为硅基负极材料产业化应用主要技术路线，其中采用CVD制备的硅碳材料正逐步成行业主流选择
从技术趋势看，硅氧和硅碳硅基负极工艺相对成熟，综合电化学性能较优，是目前硅基负极材料得到产业化应用的主流技术路线。
硅基负极材料主流技术路线
| 主要种类 | 优势 | 劣势 |
| 硅氧负极材料 | 可逆容量高，达 1,700-1,800mAh/g，接近理论容量；循环性能和倍率性能相对于其他硅基负极材料好 | 首次效率低，无法单独使用，需要进行提高首效处理；SiO 工艺复杂，生产成本非常高 |
| 硅碳负极材料 | 克容量高；首次充放电效率高；工艺相对于其他硅基负极材料较为成熟 | 大批量生产电化学性能优异的产品难度较高；循环性能和首次效率有待提高；电极膨胀率较高 |
资料来源：观研天下整理
硅氧、硅碳负极的发展经过多个阶段，硅氧路线主要通过预镁/预锂化提升首效，硅碳路线中 CVD 法通过工艺改进实现性能的全面提升。从中长期提升能量密度的角度来看，材料厂商更倾向于发展硅碳负极，尤其是采用化学气相沉积法（CVD）制备的硅碳材料。
硅氧负极通过预镁、预锂化提升首效，但成本显著提升；而硅碳负极通过CVD 气相沉积法制备出多孔碳骨架，然后在多孔碳内部通过硅烷沉积纳米硅颗粒，最后进行碳层包覆，该技术充分利用多孔碳的内部空间，实现硅纳米颗粒的均匀分布，有效控制硅在充放电过程中的体积膨胀，同时碳层包覆进一步提高了材料的电导率和稳定性，显著改善了硅碳负极的首效、能量密度、循环性能和电芯膨胀等性能。
尽管硅氧路线仍在特定领域保持优势，但新型 CVD 硅碳凭借在能量密度和膨胀控制方面的突出表现，正逐步成为行业主流选择。CVD法产能规划中，海外Group14已量产，天目先导、兰溪致德等初创公司具备百吨级产能，贝特瑞、璞泰来等传统负极公司陆续跟进。
硅氧负极路线迭代
| 类别 | 第一代硅氧 | 第二代硅氧 | 第三代硅氧 |
| 改进方法 | 氧化亚硅与石墨材料复合 | 在制备过程中添加镁元素 | 在负极材料中预先嵌入一定量的锂 |
| 效果 | 改善循环稳定性，但首效较低（约 70%） | 首效提升至 80%左右，但预镁化产品普遍克容量不高 | 进一步提升首效至 86%-92%，但预锂化成本整体较高 |
资料来源：观研天下整理
不同工艺制备硅碳优缺点
| 制备方法 | 优点 | 缺点 |
| 化学气相沉积法 | 首次充放电效率高,循环稳定性好,设备要求较低,适合工业化生产 | 比容量相对较低 |
| 机械球磨法 | 颗粒尺寸小,粉末活性高,颗粒分布均匀,成本低,工艺简单高效 | 团聚现象严重,结构不稳定 |
| 喷雾法 | 分散性好,粒度均匀可控,可制备多组分,减轻团聚现象 | 能耗高,受温度影响较大,仪器要求高 |
| 镁热还原法 | 成本较低,环境友好,循环稳定性和倍率性能好 | 热量积累导致多孔结构坍塌,放电比容量较低 |
| 溶胶-凝胶法 | 分散性能好,合成方法简单、温和且易于放大,较高的可逆容量 | 原料价格比较昂贵,生产时间长,稳定性差,首效较低 |
| 热解法 | 空隙结构大,有效缓解体积变化 | 分散性能差,团聚现象严重 |
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三、贝特瑞处于中国乃至全球硅基负极材料市场主导地位，国产话语权将持续增强
布局硅负极的企业众多，大致可分为传统石墨负极企业、一级企业、跨界布局企业三类。
传统石墨负极企业为石墨负极的老牌企业，代表包括璞泰来（江西紫宸）、贝特瑞、杉杉股份；一级企业专注于硅负极开发，仍在一级融资阶段，代表包括兰溪致德、天目先导等；跨界布局企业从其他领域切入硅负极，代表包括胜华新材、硅宝科技等。
其中，深圳贝特瑞是国内最早量产硅基负极材料的企业之一，其新一代硅基负极产品已于2024年成功导入国际头部客户供应链，在国内乃至全球硅基负极市场份额领先，为龙头企业。根据数据，2022年贝特瑞、信越化学和韩国大洲(Daejoo)三家企业共占据全球约86%的市场份额。除此之外，国内天目先导、兰溪致德、璞泰来等进展相对领先，如天目先导研发的新一代硅碳负极材料已成功进入比亚迪、宁德时代以及韩国 LG、SK 等国内外龙头企业的供应链；璞泰来 CVD 沉积硅碳负极取得小批量量产订单。多家企业已布局千吨级以上硅基负极产能，并在客户处测试和验证，有望逐步走向产业化，国产话语权将不断增强。
数据来源：观研天下数据中心整理
我国主要硅负极企业产品布局及产能规划
| 硅负极企业 | 产品布局 | 产能规划 |
| 贝特瑞 | 截至 2023 年末，硅碳负极材料已经开发至第五代产品，比容量 2000mAh/g 以上，硅氧负极材料已完成多款氧化亚硅产品的技术开发和量产工作，比容量达到 1500mAh/g 以上 | 拥有硅基负极材料产能 0.5 万吨/年 |
| 杉杉股份 | 硅基负极以氧化亚硅为主 | 规划产能 4 万吨/年锂离子电池硅基负极材料，一期在 24 年底已投产 |
| 璞泰来（江西紫宸） | 硅碳负极产品已小批量出货，目前主要供应下游头部消费电子客户。 | 积极推进在安徽芜湖投资建设的硅基负极项目的建设进度，并将逐步进入设备安装调试环节，预计 2025 年上半年首批硅碳负极产能有望建成投产 |
| 天目先导 | 产品已进入全面量产阶段，能够满足能量密度高于 300Wh/kg 及 700Wh/L 的高性能锂离子电池的需求。 | 公司目前实际产能已达 45000 吨/年，其中硅基负极材料产能12000 吨/年、硬碳负极材料产能 10000 吨/年、固态电解质产能3000 吨/年、可定制化石墨负极材料产能 20000 吨/年 |
| 兰溪致德 | 产品经过国内外近 30 家重点客户 1 年以上的试用 | 一期 500 吨锂电池硅碳负极材料项目于 2021 年 7 月正式投产；二期 3000 吨项目也在积极推进中 |
| 胜华新材 | 硅基负极材料在固态电池领域已获得客户 B 样认证，并与多家头部企业建立了合作关系 | 规划 6 万吨硅基负极产能 |
| 硅宝科技 | 硅碳负极产品可用于 3C 电池、动力电池、圆柱电池、固态电池等 | 已建成 1000 吨/年硅碳负极材料中试生产线且顺利投产 |
资料来源：观研天下整理（zlj）
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