全球及中国硅碳负极材料行业发展趋势

全球及中国硅碳负极材料行业发展趋势一、硅碳负极材料行业概述硅基负极的原材料主要由硅材料和石墨构成。硅在常温下与锂合金化，理论比容量高达4200mAh/g，是目前石墨类负极材料的十倍以上。硅碳负极具有能量密度高，放电平台合适等优点，是较具潜力的下一代负极材料之一。1、分类硅基材料展现质的飞跃。根据反应机理不同，负极材料可以划分为插层嵌入型材料、合金相变型材料、以及尚未有商业化应用的转化型材料。插层嵌入型材料以石墨负极材料、钛酸锂材料为代表，合金相变型材料以硅基材料、锡基材料为代表。其中人造石墨和天然石墨是目前商业化应用最广泛的负极材料，氧化亚硅和纳米硅碳是极具潜力的下一代负极材料。硅碳负极材料在负极材料中的定位示意图硅碳负极材料在负极材料中的定位示意图数据来源：公开资料，产业研究院整理2、制备流程随着动力电池技术的革新,传统材料逐渐不能满足电池降本、提升能量密度等需求，硅基负极等新材料应用加速。从比容量上看，硅基负极材料的理论值最高可达4200mAh/g，是石墨材料的10倍以上。动力电池尤其是4680圆柱电池的需求上涨，逐渐打开了硅基负极的市场空间。硅基负极材料的制备方法较多，目前，主要包括化学气相沉积法、机械球磨法、溶胶凝胶法、高温热解法等。硅碳负极材料制备方法分类示意图硅碳负极材料制备方法分类示意图数据来源：公开资料，产业研究院整理二、政策近年来，我国政府重视和支持锂电池负极材料行业的发展陆续出台了多项政策，推动行业发展《新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023年)》《关于加快推动新型储能发展的指导意见(征求意见稿)》《关于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》等政策为锂电池负极材料行业的发展提供了良好的发展环境。中国硅碳负极材料行业相关政策梳理中国硅碳负极材料行业相关政策梳理数据来源：各政府门户网站，产业研究院整理三、产业链1、产业链结构硅碳负极材料产业链结构较为清晰，上游为硅碳负极材料的原材料，主要为石墨、二氧化硅、碳合金、碳源气、锂盐、无机溶剂等；产业链中游为硅碳负极材料；产业链下游为硅碳负极材料应用领域，主要为动力电池、储能电池、消费电池等。中国硅碳负极材料行业产业链结构示意图中国硅碳负极材料行业产业链结构示意图数据来源：公开资料，产业研究院整理相关报告：产业研究院发布的《2023-2028年中国硅碳负极材料行业发展监测及投资前景展望报告》2、下游情况储能电池是储能系统的核心部分。由于电池成本不断下降以及政策利好的影响，中国储能电池装机量呈现快速增长趋势。从2017年的0.3GWh增长至2021年的5.8GWh，年均复合增长率达109.69%，预计2022年储能电池装机量将达6.5GWh。2017-2022年中国储能电池装机量变化情况2017-2022年中国储能电池装机量变化情况数据来源：公开资料，产业研究院整理四、全球及中国硅碳负极材料行业发展现状1、市场规模随着消费电池和动力电池的不断发展，硅碳负极材料市场空间也将不断增长。全球硅碳负极材料主要由三部分组成：随着2022年特斯拉4680大圆柱的量产，硅碳负极市场将迎来爆发增长，预计2025年特斯拉4680驱动的硅碳负极市场空间将达到183.7亿元；预计2023后硅基负极将逐步应用在除特斯拉之外的其他动力电池市场中，2025年除特斯拉外其他动力用硅碳负极市场空间将达到67.7亿元；传统消费用硅碳负极将保持稳健发展，渗透率逐年提高，预计2025年消费用硅碳负极市场空间将达到46.1亿元。预计全球硅碳负极材料2025年整体市场空间将达297.5亿元。2021-2025年全球硅碳负极材料市场空间变化情况2021-2025年全球硅碳负极材料市场空间变化情况数据来源：公开资料，产业研究院整理2、出货量近年来，中国硅碳负极材料正在不断发展，硅碳负极市场迎来快速增长，出货量预计大幅增加。2021年硅碳负极材料出货量达1.1万吨，同比增长83%，占负极材料出货量的1.5%。随着特斯拉4680电池的量产以及大圆柱电池的推广应用，未来将继续增长，预计2022年将达1.5万吨。2017-2022年中国硅碳负极材料出货量变化情况2017-2022年中国硅碳负极材料出货量变化情况数据来源：公开资料，产业研究院整理3、渗透率硅碳负极可以有效提升电池比容量，但由于其体积膨胀、导电性差所带来的的负面影响，制约了其商业化应用。目前硅碳负极材料仍处于商业化应用初期，2021年渗透率仅有1.53%，未来随着技术不断发展，渗透率将提升。2017-2021年中国硅碳负极材料渗透率变化情况2017-2021年中国硅碳负极材料渗透率变化情况数据来源：公开资料，产业研究院整理五、中国硅碳负极材料市场竞争格局1、市场竞争格局负极行业集中度较高。2022年，负极行业中贝特瑞一家独大，CR3占比过半，二线厂商焦灼竞争，贝特瑞凭借其工艺、经验等优势，在降本方面有望领先于其他厂商。其2022年占比为26%，为中国负极材料龙头企业。2022年中国负极材料市场竞争格局2022年中国负极材料市场竞争格局数据来源：EVTank，产业研究院整理2、重点企业分析受益于2022年全球动力及储能电池市场快速增长,正负极材料市场成长迅速,贝特瑞积极把握市场发展机遇,加快产能释放,持续开拓正极、负极材料市场,提升市场份额,实现产销量同比大幅增加,锚定了公司行业领先的市场地位。根据公司年报显示，其负极材料收入逐年上涨，且增速较快，2022年贝特瑞负极材料业务收入为146.3亿元。2020-2022年贝特瑞负极材料业务收入变化2020-2022年贝特瑞负极材料业务收入变化数据来源：公司年报，产业研究院整理六、未来中国硅碳负极材料行业发展趋势在碳中和、高油价等背景下，硅基材料有望凭借其良好的性能，替代部分碳基材料应用，推进以化石能源为代表的"碳基时代"向以新能源、新材料为代表的"硅基时代"转型升级。硅基负极优势明显，不存在析锂隐患，安全性好于石墨