市场对于高能量密度的电池需求的增大，让被看作下一代锂电池负极材料的硅基负极受到关注，贝特瑞等锂电巨头纷纷对该领域进行投资。

 

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多家电池企业入局硅基负极

 

国内企业方面，据媒体报道，贝特瑞近日成功竞得深圳光明区一宗工业用地。根据此前披露的投资计划，公司将在此投资50亿元建设年产4万吨硅基负极材料项目，首期1.5万吨将在2023年12月底前建成投产，2028年前实现4万吨产能全面达产，产品为纯品硅。

 

而就在2月16日晚，中国宝安发布公告，公司下属子公司贝特瑞拟与深圳市光明区人民政府签署《贝特瑞高端锂离子电池负极材料产业化项目投资合作协议》，拟在深圳市光明区内投资建设年产4万吨硅基负极材料项目，项目预计总投资50亿元。

 

作为最早批量生产硅基负极的企业之一，贝特瑞拥有3000吨/年的产能。公司的硅基负极产品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。

 

此外，4月7日，索通发展发布公告称，公司拟在甘肃省嘉峪关市嘉北工业园区投资建设年产20万吨锂离子电池负极材料一体化项目首期5万吨项目。项目投资规模约7.2亿元，建设内容为年产5万吨锂离子电池负极材料石墨化炉以及配套公辅设施。

 

公司表示，在“碳达峰、碳中和”背景下，当前世界各国都在积极开发新能源产业，锂离子电池产业也是其中之一。作为锂离子电池的主要组成部分，碳负极材料因其较低的成本和优异的综合性能，在锂离子电池领域的占比逐年提升，将迎来高速发展周期。

 

碳负极材料与公司主营产品铝用预焙阳极在生产原料、生产设备、生产工艺等方面有较强的联系和相通之处，公司在铝用炭材料行业长期积累的项目建设、技术、管理等经验以及石油焦的集中采购、全球采购优势，可为本项目的实施优化项目建设和运营成本，提高生产效率。

 

除了以上两家企业，国轩高科硅基负极材料项目推进顺利，已具备5000吨硅碳负极材料的生产能力；广汽埃安在去年4月9日发布基于海绵硅负极电池技术的电池产品，并称这种技术能够实现锂离子电池单体电芯体积减小20%，重量减轻14%；蔚来汽车去年1月9日发布了能量密度达360Wh/kg的150kWh固态电池。该电池的技术突破主要来源于“无机预锂化硅碳负极”等创新工艺。搭载该电池包的蔚来ET7 轿车续航将超过1000km；智己汽车去年1月发布的智己L7，采用了与宁德时代合作的“掺硅补锂”技术，单体能量密度可达300Wh/kg。

 

国外企业方面，特斯拉从Model S 和 Model X开始就已经在石墨负极中掺杂少量的硅材料。该公司明确表示在推出的4680圆柱电池中搭配硅基负极；三星SDI预计2024年发布第三代电池硅基负极，硅含量为10%。

 

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硅基负极产业化进程加快

 

据了解，硅基负极主要是指石墨掺硅复合材料，掺杂产品包括硅碳（Si/C）负极材料及硅氧（SiO/C）负极材料。作为下一代负极材料的主流产品，硅基负极凭借高容量、高膨胀系数的优势，能够大幅改善锂离子电池的能量密度。数据显示，硅材料理论比容量高达4200mAh/g，是石墨的10倍以上。

 

随着电池行业对锂电池容量需求的不断增加，越来越多的企业开始进行硅基材料的研发，由此带动硅负极的产业化进程的加快。

 

杉杉股份表示，公司硅基负极产品已批量应用于3C领域，下游客户尚未实现大规模应用，出货占比不高。对于提升锂电池能量密度，负极方面硅碳负极产品属于重要的技术路径之一。

 

璞泰来表示，公司硅碳负极材料目前以软包电池和方形电池应用为主，有一定数量的中试品在客户端应用。随着产业链的配套，例如低膨胀的粘结剂、改善首效率的添加剂等的推出，会加大硅碳和硅氧材料在方形电池的应用。公司已经具备中试规模的硅碳和硅氧能力，根据市场需要会加大规模。

 

翔丰华表示，公司开发的硅碳负极材料产品处于中试阶段，已具备产业化条件。

 

新安股份指出，碳化硅负极项目的中试工程已完成设备安装进入试生产前准备阶段。

 

格龙新材料第一代硅碳复合负极已通过客户的认证，到量产阶段。

 

硅宝科技2019年建成50吨/年硅碳负极中试生产线，产品已通过数家电池厂商测评并实现小批量供货。去年11月公司宣布在四川彭山建设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，项目计划总投资人民币5.6亿元。

 

石大胜华3月4日在投资者互动平台表示，公司1000吨/年的硅基负极材料生产线于2021年试生产，已经给下游电池厂家送样测评，公司同时规划了2万吨硅基负极项目。根据硅基负极材料特性，公司围绕硅基负极项目同时在新型导电剂、正极补锂剂进行了研发和项目规划。该公司全资子公司胜华新能源科技(东营)有限公司还拟投资建设2万吨/年正极补锂剂项目，项目预计总投资9.35亿元。

 

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离大规模量产还面临哪些瓶颈

 

业内预计，到2025年，硅碳负极在圆柱动力电池、方形动力电池中的渗透率有望达到35%、20%，对应约13万吨硅碳负极需求。2023年，硅基负极或迎来放量应用。

 

不过，由于硅碳负极材料仍处于产业化初期，还有多个问题需要解决。产能上，硅基负极目前产能较小，缺乏竞争优势；工艺上，硅基负极在复合掺杂比例方面还有进一步突破的空间；性能上，硅基负极的硅易体积膨胀、导电性差、首次充放电损耗大等问题有待提升。

 

天风证券之前的研报指出，硅基负极优势是能量密度高+适合快充，劣势是成本高+易膨胀，该机构认为成本高是初期，可依赖规模化降本，易膨胀可搭配圆柱封装形式。

 

可以预见，随着电池技术的不断提高，硅碳负极材料的产业化进程将不断提速，或带来硅负极材料的成本的降低，由此带动该产业的发展机遇。