硅基负极产业化临近 4680电池吹动市场暖风

　　证券时报记者 毛可馨

　　为顺应更高能量密度的电池需求，硅基负极走入产业视野。部门厂家已经最先结构硅基负极生产项目，率先出货并被市场接受的厂家能够享受到约50%的高毛利，但耐久来看，大规模应用有赖于成本下降带来的性价比提升。

　　有业内人士预计，2023年硅基负极将最先放量，现在年已经显著感受到需求跨过平台期。硅基负极是4680电池的直接受益者，放量时间点也紧随这类电池的推广节奏。现在特斯拉自建产线已经小规模量产4680电池，松下、LG等外洋厂商逐渐起量，海内厂商也紧随厥后睁开结构。

　　产业化脚步相近

　　硅基负极被看作下一代锂电池负极质料，蛰伏多年后即将迎来发作。证券时报·e公司记者注重到，当前能够量产硅基负极的厂商数目不多，竞争名目相对集中，部门量产厂商已经最先新一轮扩产，另有数家公司处于中试、送样阶段。

　　贝特瑞是海内首家批量出货硅基负极的公司。贝特瑞总司理任开国告诉证券时报·e公司记者，公司现在拥有3000吨硅基负极产能，主要应用在电动工具及动力电池等领域，其中动力电池用量占比约六到七成。

　　贝特瑞扩产设计也是业内已披露的项目中规模最大的。据通告，贝特瑞近期与深圳灼烁区杀青协议，拟投资50亿元建设年产4万吨硅基负极质料项目，首期1.5万吨将在2023年12月尾前建成投产。

　　多祖传统负极质料厂都已经最先结构硅基负极。据各家公司通告，杉杉股份已实现批量供货，主要应用在3C等领域，动力电池方面已经通过主流车企的多轮评测；璞泰来在江西和溧阳均建设有硅基负极中试线，已经通过部门客户认证；翔丰华硅基负极已经具备产业化基本条件。

　　此领域还吸引来一批跨界厂商，其中包罗主营电解液质料的石大胜华。证券时报·e公司记者在东营厂区实地调研中领会到，石大胜华一期1000吨硅基负极已经进入试生产阶段，预计今年下半年批量出货。此外，公司还设计了2万吨级硅基负极产线，总投资额7.3亿元，预计将于2023年12月份建成投产。

　　主营有机硅质料的硅宝科技也结构了1万吨/年锂电池用硅碳负极质料，质料已通过数家电池厂商测评并实现小批量供货。此外，动力电池厂商国轩高科也有5000吨/年硅基负极质料项目正在建设中。

　　当前负极质料仍以石墨为主流，但近两年硅基负极需求量提升显著。据高工锂电数据，2020年中国硅碳负极出货量仅0.6万吨，占锂电池负极质料总体比例2%。预计2022年硅基负极质料需求量为2.2万吨，2019年至2022年复合增进率达80%。

　　中金公司在近期研报中明确判断称，2022年有望成为硅基负极产业化元年。预计2025年全球硅基负极需求量有望到达20万吨，其中消费电池渗透率有望达50%，对应约7万吨硅基负极需求；圆柱和方形动力电池中渗透率划分到达35%和20%，对应约13万吨硅基负极需求。

　　推广应用有待降本

　　在叩响市场大门之前，硅基负极既需要在性能方面连续优化，更需要不停降本以提升性价比优势。

　　容量是权衡负极质料性能的要害指标之一，容量越大越有助于提升电池能量密度。传统石墨负极经由数十年生长，比容量已经到达360~365mAh/g，十分靠近理论比容量372mAh/g，提升空间有限。而硅基负极理论比容量高达4200mAh/g，这意味着其容量天花板跨越石墨负极十倍。

　　另一方面，硅基负极也存在硅易体积膨胀、导电性差、首次充放电消耗大等问题。因此，质料的性能改善现实上是在能量密度和稳固性之间寻找平衡，现在的硅基负极产物是将硅和石墨掺杂起来复合使用。

　　现在量产产物的掺硅比例大多在10%以下，并有逐步提升的趋势。真锂研究首创人墨柯告诉证券时报·e公司记者，最佳掺硅比例需要凭证差异领域情形而定，好比松下曾经不停提升硅的比例，约莫在七八年前就已经提升到了10%，厥后把比例下调了，是为了寻找一个综合效益的平衡点。

　　详细而言，硅基负极又分硅碳负极、硅氧碳负极等差异类型，硅碳负极首次充放电效率高，但膨胀较大，硅氧碳负极则与之相反。例如石大胜华产物类型为通俗型和高首效型硅氧碳负极(SiOx-C)；贝特瑞笼罩两个品种，量产产物中硅碳负极比容量在650~1500mAh/g之间，硅氧碳负极则能到达1600mAh/g。

　　由于硅基负极产业化仍处初期阶段，优先落地量产的厂家能够享受到溢价效应。证券时报·e公司记者领会到，现在硅基负极市场价在20万~30万元/吨，相比5万元/吨的中端人造石墨价钱凌驾4~6倍，毛利率达50%。

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　　不外，现有价钱下硅基负极缺乏性价比优势，这可能影响其在主流车型上的应用。根据中金研报的测算，高镍811软包电池使用450mAh/g的硅碳负极，全电池能量密度可以自280Wh/kg提升至295Wh/kg，提升幅度约5%，不及负极成本提升幅度。

　　市面上已经有少数车型最先应用硅基负极质料。特斯拉Model 3等车型在负极中掺入少量的硅。近期广汽埃安AION LX Plus车型上市，千里版搭载了海绵硅负极片电池手艺，能实现1000公里续航。

　　“这款海绵硅负极片电池接纳三元正极，搭配氧化亚硅负极质料，克容量和掺硅比例都高于市面上现有车型的水平。一样平常而言，硅基负极最适合在圆柱电池上使用，但我们率先实现了将其应用在方形电池上，由于我们在电池质料系统上做了提升，而且整包设计上导入了弹匣电池的设计思绪。”广汽埃安手艺中央高级司理李进告诉证券时报·e公司记者。

　　不外，整体来看，当前应用硅基负极的电池掺硅比例较低，还未完全施展出硅基负极的优势。有熟悉负极质料的人士对质券时报·e公司记者示意，硅基负极短期内难以给厂商带来直观的营利孝顺，复合掺杂的方案下增量空间也对照有限，还需要守候工艺手艺的突破。

　　“相比于消费领域，动力电池企业对成本加倍敏感，最近又需要面临种种原质料的涨价压力，硅基负极现在的价钱可能难以接受，但等未来手艺成熟后，会有更多公司介入竞争，价钱响应会有所下降。”一位锂电行业剖析师告诉证券时报·e公司记者。

　　在高毛利下，质料厂商实质上也有相当的空间向下游让利。石大胜华在可行性讲述中测算，硅基负极制品销售价钱预计为7.3万元/吨，这与市场上高端人造石墨的价钱已经相近。任开国也以为，最终硅基负极性价比能够到达与高端人造石墨相一致的水准。

　　“硅基负极具备可观的降本空间，由于人造石墨生产能耗对照高，且石墨化环节成本占50%，而硅基负极可以阻止这道工序。”李进示意。

　　值得一提的是，硅基负极的应用还将随统一批配套质料的成熟。为了战胜膨胀，改善导电性、首次充放电效率等性能，接纳硅基负极的电池需要配合以导电剂、粘结剂、补锂剂等产物。部门厂商设计了配套产物的项目，石大胜华近期通告称，将投资9.35亿元建设2万吨/年正极补锂剂项目；投资3.18亿元建设1万吨/年新型导电剂项目。硅宝科技也在硅基负极项目中同时设计了4万吨/年专用粘合剂生产基地。

　　4680暖风吹来

　　当前硅基负极主要应用在消费电子、电动工具等领域，而蕴藏更大增量空间的是动力电池领域，尤其即将到来的4680电池将成为改变市场的暖风。

　　特斯拉在2020年首次宣布4680圆柱电池，其命名泉源于直径46mm、高80mm的尺寸。这款电池正极接纳高镍三元质料，搭配硅基负极，并具有无极耳和干电极设计，使其相对于上一代的2170电池续航里程提升16%、功率输出提升6倍、能量提升5倍，且成本也将下降14%。特斯拉CEO马斯克曾直言，这款电池将使2.5万美元的电动车成为可能。

　　现在4680电池已经处于大规模量产前夜。特斯拉2月19日宣布弗里蒙特工厂1月份已生产100万块4680电池，预计将在2022年第一季度率先用于Model Y车型。根据每辆车配备1000块电池估算，100万块电池可知足1000辆Model Y的生产。

　　除了自建产线之外，特斯拉还与供应商互助。松下和LG新能源均设计在2023年量产4680电池，松下位于日本和歌山县的工厂正在引进2条产线，LG新能源也最先建设一条试点生产线。

　　海内也有多家厂商最先结构。亿纬锂能具备4680的手艺贮备，并在2021年11月通告称，将在荆门投建20GWh乘用车用大圆柱电池生产线，有市场预测其客户是特斯拉或宝马。此外，比克电池也在举行全极耳大圆柱电池的应用开发，预计2022年推出量产标品。

　　另外有行业信息称，宁德时代设计了8条4680电池产线，共12GWh。“宁德时代现在主要面临的照样性价比的问题，应用硅基负极的成本过高，若是能量密度能到达550Wh/kg的电池量产，就意味着硅基负极的应用成熟了。”一位硅基负极研发人士告诉证券时报·e公司记者。

　　需要注重的是，海内一些4680电池与特斯拉的工艺手艺并不完全等同。“若是只是尺寸转变，那4680电池很快就能做出来，前些年就有一些18650电池厂实验做过一些无极耳产物出货，但若是像特斯拉那样融入许多新手艺，那就很不容易了。”墨柯示意。

　　硅基负极厂商已经最先瞄准动力电池目的客户。石大胜华示意，公司与海内头部锂电池企业前期手艺对接事情连续举行中，跨越5家企业的研发职员示意愿意与公司开展手艺配合开发互助。

　　上述硅基负极研发人士预计，特斯拉4680量产后一年左右，海内厂商能够跟进。硅基负极在动力电池领域放量的时间点约莫在2023年，届时可能泛起产能缺口，“今年以来已经有头部电池厂最先和负极厂商频仍互动，领会质料性能提升的进度。”

　　今年下游需求渐暖是多家厂商的配合感受。任开国也示意，前些年整个市场规模处在一个平台期阶段，今年最先有增量爬坡的迹象。海内暂时没有看到成熟的4680产线，而外洋已经最先逐渐起量，贝特瑞的硅基负极现在主要供应外洋大客户。

　　更久远来看，硅基负极的应用未必局限在4680电池。上述锂电行业剖析师示意，在圆柱、方形和软包三种电池蹊径中，圆柱电池的一致性是最强的，以是可以用一些对照激进的质料，而软包电池平安系数最低，因此一定要用最稳妥的质料。若是手艺改善能够有用控制硅基负极的膨胀系数，那么实在方形和软包电池都能用起来。

　　在车端应用方面，李进示意，广汽埃安正在实验将硅基负极用在更多车型上，业内其他公司也有这方面的设计。短期内硅基负极仍会局限在中高端车型，但随同质料降本，有望应用在更多主流车型。

【编辑:蒋妍】 ,