硅負極是中國下一代鋰離子電池突破點

早在2009年，松下宣布硅複合負極鋰離子電池量產，主要應用於小型設備。隨後幾年三星、LG也推出了硅負極鋰離子電池。經過9年左右發展，硅負極鋰離子電池已經廣泛應用於小型設備，如電動自行車、電動工具、移動電源、筆記本等領域，而在大型設備（電動汽車、儲能）領域已經有了成功案例——特斯拉。國內硅負極鋰離子電池還沒有大規模商業化，但已經接近爆發臨界點。具體分析如下：

1、產業政策驅動，高密度電池受惠。

2016年工信部發布了《節能與新能源汽車技術路線圖》，其中動力電池技術發展路線提出電池能量密度要求。從規劃圖中可以看到，電池能量密度是放在最重要位置。國務院2016年發布的《中國製造2025》中也提到了對電池技術革新的要求，能量密度是動力電池技術關鍵指標。

在財政扶持政策方面也可以看到強力支持。2016年發布新版《2016-2020年新能源汽車推廣應用補助標準》，提出了按能量密度分檔補貼，明確了高能量密度動力電池發展思路。

圖表一 節能與新能源汽車技術路線-純電動汽車動力電池技術發展路線圖

數據來源：工信部

2、續航里程短板，推動電池技術升級。

新能源汽車在經歷了2014-2017年快速發展的幾年，「三電」動力系統技術已經得到很大提升，電動車續航里程已經由100多公里提升到300多公里，動力電池能量密度提升起到非常關鍵作用。作為長途出行的交通工具，300-400公里續航（實際駕乘中續航里程通常會少50-100公里）仍然不足。目前各大動力電池廠商開發主要兩個方向：高鎳三元材料、硅負極。這兩種技術方案均可以大幅提升電池能量密度——未來提升動力鋰電池能量密度主要方向。根據初步測算，硅負極能夠提升鋰離子電池能量密度5-20%，因此硅負極對提升動力電池能量密度至關重要。

圖表二 能量密度提升路線圖（Wh/kg）

數據來源：根據主流廠家產品規劃整理

3、聚焦行業標杆，硅負極成為焦點。

特斯拉新車型MODEL 3 所配備2170電池摻入了10%硅，大幅提升了電池性能。其實特斯拉早期車型MODEL X、MODEL S所配備電池已經採用了硅負極鋰離子電池，只是硅含量較少。新車型MODEL 3採用了更先進硅負極鋰離子電池技術，硅負極鋰離子電池技術得到充分驗證。國內企業也紛紛加強了在硅負極電池技術方面的研發，寧德時代、比亞迪、國軒高科、中航鋰電、萬向A123、比克等已經把硅負極電池技術列入發展規劃，部分企業產品開發已經完成，基本實現量產。比克新產品2.75Ah圓柱18650鋰離子電池摻入了少量硅，國軒高科2018年將量產相關產品。

圖表三 主要電池廠商高容量電池產品

數據來源：各企業公開資料整理，能量密度為推算

負極材料企業也加大了硅負極研發，主流負極企業（如貝特瑞、杉杉等）已經開發出相關產品，能夠穩定批量供貨。另外，很多新成立的創業公司也開始研究硅負極、硅負極鋰離子電池，這些創業企業具有一定專利、技術優勢，技術成功轉化與應用將會為這些企業帶來強大競爭力。硅負極材料、硅負極鋰離子電池已經成為研究開發熱點，相關技術進步將加速。國內硅負極材料技術落後日韓廠商，但近幾年進步較快，未來幾年會逐步趕超日韓企業。

圖表四 國內主要負極廠商硅負極產品

數據來源：官網數據整理

註：600mAh/g以上產品無法單獨作為負極使用

新能源汽車具有極大成長空間和市場容量。未來5-10年，鋰離子電池仍然是最主要技術路線。保守估計2020年，中國硅負極鋰離子電池在動力鋰離子電池中滲透率達到5%，硅負極鋰離子電池市場規模達到將達到80-100億元，而相關配套硅負極材料規模也將達到10億元規模。在技術加速推進的情況下，2025年硅負極市場規模有望達到100億元市場規模。

圖表五 中國新能源汽車銷量（萬台）

數據來源：工信部、政府相關規劃

從產業政策、技術需求、行業發展幾個方面來看，國內硅負極鋰離子電池技術將會保持快速發展趨勢，具有領先硅負極鋰離子電池技術的企業將保持競爭優勢。硅負極鋰離子電池產品加速應用，將推動相關領域快速發展。硅負極材料和硅負極鋰離子電池專用粘結劑、電解液添加劑、高強度集流體等行業具有良好成長性。