锂电池行业硅基负极专题报告：4680电池引领需求，历经蛰伏将迎爆发

随着高单车带电量车型的不断推出及补能效率需求的提升，负极作为电池提升能量密度的“短板”问题日益突出。硅基负极材料作为理想的下一代负极材料，硅的比容量高达 4200mAh/g，对提升电池能量密度有着至关重要的作用。产品端，4680 大圆柱电池的量产，预计将从电池侧开启硅基负极市场的爆发式增长；技术端，随着产品的迭代，体积膨胀、SEI 膜持续生长等问题也将随着材料改进及预锂化等途径解决。我们看好在相关产业布局多年，在相关领域具备核心技术竞争力、成本控制力强的相关标的。

随着高单车带电量车型的不断推出及补能效率需求的提升，负极作为电池提升能量密度的“短板”问题日益突出。硅基负极材料作为理想的下一代负极材料，硅的比容量高达 4200mAh/g，对提升电池能量密度有着至关重要的作用。产品端，4680 大圆柱电池的量产，预计将从电池侧开启硅基负极市场的爆发式增长；技术端，随着产品的迭代，体积膨胀、SEI 膜持续生长等问题也将随着材料改进及预锂化等途径解决。我们看好在相关产业布局多年，在相关领域具备核心技术竞争力、成本控制力强的相关标的。

硅基负极：下一代负极材料，高比容量为核心优势。碳基材料是目前使用最为广泛的负极材料，其理论比容量为 372mAh/g，而硅的比容量高达 4200mAh/g，是碳基材料的 10 倍以上，是目前已知比容量最高的负极材料，高比容量优势使得硅基材料被视为理想的下一代负极材料。以碳辅硅，兼具容量与寿命：由于硅材料在充放电时体积膨胀可达 120%~300%，导致硅颗粒分化及 SEI 膜的破裂增厚，将影响电池首充效率与寿命。目前解决方案是硅颗粒提供储锂容量，碳材料缓冲体积变化，同时兼顾了较高的比容量与较长的使用寿命，目前硅碳复合材料与硅氧复合材料是硅基负极的主要技术路线。

需求端引领+供给端产出，硅基负极历经蛰伏将迎爆发。1）需求面：锂电池需求增长，高密度电池加速导入。需求方面，新能源汽车步入了 1-N 的阶段，带动电池端进入优质产品驱动阶段。我们预测 2025 年全球新能源汽车动力电池需求有望达到 1380GWh，中长期增长确定性高、空间大、增速快。产品结构方面，随着下游客户对快充性能、续航时间提出更高要求，高能量密度电池受到市场青睐，硅基负极优势更加凸显；2）爆发点：4680 电池引领需求爆发。圆柱形电池在应力分配等方面的优势将使硅基负极率先在圆柱电池上得到使用。随着特斯拉 4680 大圆柱电池的量产，我们预计 4680 电池在 2023 年有望迎来爆发元年，之后随着国内外头部电池供应商跟进布局，将带动硅基材料爆发，预计 2025 年硅基负极出货量将达 9.8 万吨（2021-2025 年 CAGR 达 53%），对应市场规模约 150 亿元，其中动力电池出货 8.7 万吨，对应市场规模 132 亿元，占比 88%； 3）行业端：供给端提前布局，技术积累将迎收获：贝特瑞、杉杉股份、石大胜华都已经实现了硅基负极量产，璞泰来、硅宝科技等公司处于布局、中试或研发阶段。

性能重点：体积膨胀降低寿命与首次充电效率，预锂化与材料端优化是前进方向。硅基材料缓解了纯硅材料的体积膨胀，但硅基负极的寿命与首次充电效率相较于碳基负极仍有差距。目前主要是 1）负极预锂化。预锂化是指在电池工作前向电池内部补充锂离子，将有效提升首次充电效率与电池寿命；2）改进硅基复合材料。除硅碳（纳米硅）路线、硅氧路线外，通过加入碳纳米管、石墨烯等新型导电剂材料，也将提升硅基负极的寿命与循环性能。

配套材料：迭代加速，技术为先，关注电解液与粘结剂更替。电解液方面，对于硅基负极而言，由于 SEI 膜具有不稳定性，因此维持 SEI 膜的稳定性是提升硅基负极电化学性能的重要条件。硅基负极中，主要的成膜添加剂的选择是 VC、FEC；粘结剂方面，考虑到硅材料的高膨胀率，因此对粘结剂的粘附性要求更高，主流硅基负极粘结剂包括 CMC、PAA、PI 等。