鋰電池行業(yè)硅碳負極專題報告：量產(chǎn)在即，助電芯突破能量密度桎梏.pdf

鋰電池行業(yè)硅碳負極專題報告：量產(chǎn)在即，助電芯突破能量密度桎梏。一、為什么在當前節(jié)點關(guān)注硅碳負極？ 1、從產(chǎn)業(yè)背景層面：電芯研發(fā)24年降本增效并重：2023年產(chǎn)業(yè)鏈的重心在降本，24年更多的重心從“降本”逐步轉(zhuǎn)移至“增效”上，以 寧德時代的凝聚態(tài)電芯為代表的下一代高能量密度電芯標配硅碳負極，高性能電芯持續(xù)推進夯實其全球電芯龍頭地位； 2、從應(yīng)用必要性層面：硅碳負極本身是解決能量密度桎梏的突破口：現(xiàn)有石墨材料比熱容可達365mAh/g，接近上限372mAh/g，硅材料 理論比熱容為4000mAh/g以上，單體電池能量密度可達843Wh/kg； 3、從產(chǎn)業(yè)鏈進程層面：硅碳負極廠家突破多項瓶頸：23-24年以天目先導為代表的頭部硅碳負極廠解決膨脹率等瓶頸問題，產(chǎn)業(yè)化漸進。

二、技術(shù)路線選擇？

硅氧成熟但上限低，氣相沉積法硅碳負極是電池廠中長期的選擇方向：當前階段硅基負極產(chǎn)品中，以硅氧為主，硅氧負極的局限在于首效 和能量密度（克容量的上限相對較低）。寧德從中長期提升能量密度的角度，鼓勵材料廠商發(fā)展硅碳負極，尤其是氣相沉積法。基于其一 致性更好，CVD法生成的復合材料膨脹率更低，對應(yīng)循環(huán)性能得到顯著提升。從材料廠的選擇驗證，二級頭部企業(yè)璞泰來、貝特瑞、勝華 新材，以及一級頭部企業(yè)天目先導等均在重點布局CVD法硅碳技術(shù)。

三、氣相沉積法硅碳負極產(chǎn)業(yè)鏈

1、設(shè)備工藝：回轉(zhuǎn)窯法氣密性差且硅烷利用率低，隨著流化床設(shè)備成熟度的提升，流化床法成為各家的共同選擇 （1）回轉(zhuǎn)窯：回轉(zhuǎn)窯沉積時硅烷極易發(fā)生自燃爆炸而存在安全隱患，且由于燃燒產(chǎn)生的固體沉淀導致回轉(zhuǎn)窯中硅烷的使用率低，硅烷的 較多浪費使得量產(chǎn)的硅碳產(chǎn)品成本較高；（2）流化床：反應(yīng)物顆粒與氣相的接觸程度大、包覆均勻性好、成片純度高。 流化床的具體優(yōu)勢體現(xiàn)在：1）成本控制：硅烷利用率較高，降低原料的消耗；2）可實現(xiàn)性：流化床設(shè)備滿足高密閉性、高氣壓，安全性 更好；3）產(chǎn)品性能：流化床具有高比容量、高首效、高循環(huán)穩(wěn)定性、高倍率性能等優(yōu)點。 2、核心材料-多孔炭：從0-1新應(yīng)用，量產(chǎn)難度大，專業(yè)多孔炭企業(yè)享技術(shù)/成本優(yōu)勢 多孔炭是與硅碳負極匹配度極高，從0-1的新材料。多孔炭對最終硅碳負極的性能起關(guān)鍵性作用。因此硅碳負極純品對多孔炭的品質(zhì)提出 了極高的要求。專業(yè)的多孔炭廠家具備：1）原料篩選、加工處理等性能優(yōu)勢，2）降低原料單耗、能耗、以及規(guī)模效應(yīng)等降本優(yōu)勢。