[研究报告内容摘要]

 

     硅基负极：下一代产业趋势。目前锂电池负极商业化以人造/天然石墨为主，但已接近其理论比容量极限（372mAh/g）。硅理论比容量高达4200mAh/g，是目前石墨类负极材料的10倍以上，不存在析锂隐患，安全性好于石墨类负极材料，且储量丰富，成本低廉，是最具潜力的下一代锂电池负极材料。然而由于硅材料在充放电过程中与锂合金化反应，存在严重的体积效应（膨胀率可达300%），导致循环性能及库伦效率恶化，需改性方能应用。

 

       硅基负极商业化应用有硅碳/硅氧负极两种，日韩电池厂商应用相对领先。硅基负极改性主要包括纳米化、氧化亚硅及碳包覆等三种手段形成硅碳复合材料减小体积效应对硅颗粒及SEI膜破坏。目前硅基负极材料商业化主要以掺混石墨类负极方式应用，主要产品包括硅碳（Si/C）负极材料及硅氧（SiO/C）负极材料两种。其中1）硅碳负极商业化应用容量在450mAh/g以下，成本较低，虽然首效相对较高，但循环寿命较差，主要用于3C数码领域。2）硅氧负极商业化应用容量主要在450-500mAh/g之间，成本较高，虽然首效相对较低，但循环性能相对较好，主要用于动力电池领域。

       硅基负极应用中，国际厂商领先，松下2017年已批量应用于动力电池，供应特斯拉。三星、LG化学硅基负极目前主要应用于消费电池领域，动力电池在未来1-2年有望导入。国内动力电池相对靠后，龙头电池厂商亦开始逐步导入。材料厂商中，日立化成全球领先，国内贝特瑞硅基负极已进入松下供应链，为特斯拉的动力电池配套，领先国内同行。

 

       特斯拉电池新技术推进，有望加速硅基负极应用。特斯拉动力电池自产项目“Roadrunner”已正式启动，预计5月电池日将公布细节。通过合作和并购，特斯拉完成了从前沿基础研究到大规模量产所需的工艺和设备的全面布局。新型电池技术预计除了正极、电解液方面的性能优化以外，采用干电极+预补锂技术有望加速硅碳负极的商业化应用。1）干电极技术采用固体粘接剂PTFE，弹性好，可有效解决硅碳负极膨胀导致极片脱离的问题，循环寿命将数倍提升；2）预补锂技术在干电极技术下可以实施，可以解决硅碳负极首次效率低的问题，有望加速硅碳负极应用，扩大市场空间。

       硅基负极单价高，盈利能力强，且技术壁垒高，率先突破批量出货有望获得超额收益。硅基负极以容量定价，最低端的硅基负极价格均在10万以上，毛利率40%以上，单价、盈利能力均高于目前的石墨类负极材料。且硅基负极制备工艺复杂，无标准化工艺，技术壁垒高，难度主要在于硅材料纳米化及与硅碳复合材料的制备工艺，属于know-how技术，需要持续摸索，超额收益持续期长。主流厂商硅基负极电池产业化稳步推进，叠加特斯拉电池新技术，硅基负极规模化应用有望加速，我们预计2022年市场超35亿。