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【电力行业】电力设备与新能源行业专题研究:硅基负极材料应用有望加速

原文出处: 信达证券   贡献者:研报专业户

  硅基负极是未来发展方向。随着新能源汽车的蓬勃发展,核心部件动力电池对高能量密度的需求越来越高。近年来电池能量密度的提升主要靠电池结构创新,但在当前电池生产工艺下,通过结构创新难以进一步提升能量密度。材料体系的升级未来仍有较大空间。正极比容量不断提升对负极比容量提出了更高的要求,硅基负极相比石墨负极具有更高的比容量,有望成为理想的下一代负极。

  硅碳负极和硅氧负极是硅基负极的主要技术路线。体积膨胀率高和导电率差的本征缺陷限制了硅基负极的商业化应用,为此需要从抑制体膨胀、稳定SEI膜、增强导电性三方面综合考虑来提升硅基负极性能。硅碳负极和硅氧负极结合了碳材料的高导电率、稳定性及硅材料的高容量且工艺相对成熟,成为硅基负极的主要技术路线。

  动力接棒消费,硅基负极未来市场空间巨大。硅基负极最早应用于电动工具和消费领域,根据GGII统计,我国硅基负极出货量由2015年的0.03万吨增长至2020年的0.6万吨,年复合增速达到了82%。近年特斯拉、蔚来、广汽、奔驰等都表示最新车型使用含硅电池,动力电池的需求爆发将逐渐打开硅基负极的市场空间。我们预计硅基负极材料比例将逐年提升,2025年将达23.1万吨。

  4680大圆柱和快充技术有望加速硅基负极的应用。4680大圆柱电池的封装形式对硅基负极的体积膨胀容忍度更高,随着特斯拉、宝马、保时捷等车企对大圆柱电池的市场需求增长,将有效帮助硅基负极的普及。电池无热扩散技术可以带动高镍、快充等电池的应用加速,高倍率充放电下石墨负极容易析锂,影响电池安全,掺硅的石墨负极可以有效改善析锂问题,提高倍率性能。

  负极企业纷纷布局硅基材料,杉杉股份硅氧负极优势明显。国内负极龙头杉杉股份和贝特瑞在硅基负极布局较早,产品最为成熟,且已实现并批量出货。此外,石大胜华,硅宝科技、杰瑞股份等公司扩产力度也较大。杉杉股份已经完成第二代硅氧产品的量产,率先实现在消费和电动工具领域的规模化应用,动力领域已通过了全球优质动力客户的产品认证,有望迎来规模放量。

  风险因素:疫情导致产业链需求不及预期风险;技术路线变化风险;原材料价格波动风险;市场竞争加剧风险等。

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