硅基负极大决战！

高能密、高倍率、高安全、超快充等性能要求下，锂电池行业由“量变”转向“质变”的发展路径进一步明显。进行锂电池技术创新与迭代，是锂电各个细分环节实现“质变”的主要途径。

目前，锂电池技术创新可分为“电池结构技术创新”和“电池材料技术创新”。电池结构技术创新包括CTP等系统结构创新、大圆柱及短刀等电芯结构创新、全极耳等工艺结构发展以及半/全固态等新技术创新等；电池材料技术创新则包括正极材料、负极材料、隔膜、电解液、铜箔、导电剂、粘结剂等材料的创新升级。

其中在负极材料端，硅基负极是较为明确的技术创新路线，已有多家企业进行技术与产业化的布局，目前正处于放量前夕。

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硅基负极VS石墨负极：比容量高、快充性能优异

当前锂电市场主要以石墨负极为主，天然石墨及人造石墨合计占市场份额达到98%甚至更高。

其中天然石墨成本较低、首次库伦效率高，但膨胀率较高、循环寿命较低、电解液相容性差、安全性一般，实际比容量340mAh/g左右。

人造石墨同样具有较高的首次效应，循环寿命优异大于1000次，相较于天然石墨安全性更高，成本由于工艺成熟性，目前处于较低水平。

但人造石墨的问题在于比容量已接近理论天花板370mAh/g，同时由于层状结构限制锂扩散，无法满足锂电池快充等性能需求。

因此为满足市场需求，对石墨负极进行改性处理或复合其他材料，成为企业提高容量、增强循环稳定性、改善快充性能‌的主要方式。在此趋势下，硅基负极进入行业视野。

硅基负极理论比容量可达4200mAh/g，是石墨负极10倍以上。但硅基负极首次库伦效率较低，并且体积容易膨胀，因此需要进行预锂化处理。

据相关试验显示，预锂化处理一方面可以在电极正式充放电循环之前添加少量锂源，弥补反应中过量消耗的锂，从而减少首次充放电过程中的不可逆容量损失，提高电池的首次库仑效率‌；另一方面能够补充SEI膜形成过程中的副反应和阴极锂的消耗，在一定程度上减轻体积膨胀，提高电池的循环性能和稳定性‌。

在实际应用中，目前的硅基负极一般与石墨复合使用，复合材料比容量为400-650mAh/g，虽然比容量大打折扣，但相比石墨负极依然具备较大的优势。

据了解，目前可产业化的硅基负极技术分为硅碳负极、硅氧负极两大类。硅碳负极通过混合硅与碳材料制成，硅氧负极则采用氧化亚硅与碳材料进行复合。

从性能来看，硅碳负极能量密度高、快充性能好，但循环寿命较差，更适用于高端消费电子、汽车动力等领域；硅氧负极循环寿命较好，但首次效率低、生产成本高，更适合储能、动力等市场。

数据来源：起点研究院（SPIR）、公开资料 制表：起点锂电

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大圆柱/超快充/半固态电池“催生”硅基负极市场需求

从产业化进度来看，硅基负极目前主要应用于消费电子、电动工具等产品中，可显著提升电池的续航能力‌和充放电性能。

据观察，已经有多款手机产品搭载硅基负极电池，比如小米11 Pro‌，2021年3月29日正式发布，是首款搭载5000mAh硅氧负极电池的智能手机‌；华为Mate Xs 2‌，在2022年4月28日发布，采用4880mAh高硅负极电池‌；荣耀Magic 5 Pro‌，2023年3月6日发布，搭载5450mAh硅碳负极电池‌等等。此外，3月10日消息显示，苹果iPhone 17系列也计划搭载由ATL生产的硅碳负极电池，电池容量将提升至5000mAh及以上。

近几年硅基负极适配性不断提升，随着大圆柱、超快充、固态电池技术的发展与成熟，其规模应用进一步拓展到动力及储能电池领域。

例如在大圆柱电池中，其极片为受力均匀的圆柱形，在极片发生膨胀时不易受到损伤，这使得硅基负极在大圆柱电池中更加兼容‌。此外，大圆柱电池的硬质外壳可以很好地适应硅的体积膨胀，确保电池的稳定性和循环性能‌。

市场端，“大圆柱+硅基负极”成为主流企业布局方向，包括特斯拉、LG新能源、松下、三星SDI、SK On、宁德时代、亿纬锂能、国轩高科、比克电池、远东电池等国内外企业。其中宁德时代46系列将在2026年供货宝马。行业预计，以46系列为代表的大圆柱电池，将在今明两年加速量产装车。

不仅如此，硅基负极还在向小圆柱电池领域渗透，据悉远东电池已经率先将硅基负极材料应用于小圆柱电芯产品中。在此趋势下，硅基负极有望加速向轻型动力及储能市场渗透。

在快充电池中，硅基负极独特的结构特点，使得锂离子能够从多个方向嵌入和脱出，从而确保了硅基负极在具备高比容量的同时，也拥有出色的快充（放）性能。

市场端，快充技术被认为是当下主要补能方式之一，4C、5C、6C电池已相继问世。据观察，目前已有理想MEGA、极氪007、尊界S800等多款热销车型抢先搭载相关电池，助推行业进入快充电池元年。

在固态电池中，硅基负极高能量密度、良好的循环稳定性和快充能力与其技术需求高度吻合。且固态电池体系可以有效抑制硅负极的缺点，特别是在硫化物体系中，电解质具有较高的离子电导率，可以促进硅基负极极片中离子的扩散，从而缓冲硅基负极的体积变化‌。因此行业认为，硅基负极是目前适合作固态电池负极的主要材料。

从市场角度看，半固态电池处于放量阶段。在动力电池端，2024年国内装机量达到2.2GWh；在储能端，多个固态、半固态电池储能项目实现投运、开工、并网。可以预计，在半固态电池的持续应用下，将带动硅基负极需求上升。

综合来看，在各电池技术的加速产业化下，硅基负极市场需求增长高度确定。相关数据预计到2027年，全球硅基负极材料需求量或达120万吨，市场规模将达600亿元。

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贝特瑞/杉杉等领衔 硅基负极产业化“加速度”

与市场需求对应发展的是，硅基负极布局企业增多，相关项目加速落地，规模化生产提速。

据起点锂电观察，硅基负极材料领域涌现出多家厂商，主要分为两大类。

一类是以贝特瑞、杉杉股份、璞泰来、中科电气、尚太科技、翔丰华等为代表的传统负极材料厂商，拥有技术经验和客户优势，目前验证和市场化速度较快。

数据来源：起点研究院（SPIR）、公开资料 制表：起点锂电

贝特瑞方面，硅基负极材料覆盖硅碳、硅氧和新型气相硅三条路线，旗下硅碳负极材料已开发至第五代产品。据悉，其新型气相沉积法硅碳产品已获得全球多家主流动力客户的认可，包括宁德时代在内，预计2025年实现批量供应。截至目前，贝特瑞负极材料产能为57.5万吨/年，其中硅基负极有效产能达到5000吨。此外，贝特瑞还在宁波、印尼、摩洛哥布局了硅基负极项目，预计到2028年将形成约5万吨/年的产能‌。

杉杉股份方面，硅基材料持续获得海内外客户认可，已实现批量供应。其中，硅氧产品已批量供应海外头部客户，并实现装车，同时攻克了二代硅氧低温循环难题，相关产品已导入海外头部电动工具企业；硅碳产品不断迭代，新一代硅碳产品在头部客户测试中保持领先，相关核心技术已获得美国、日本的专利授权。产能方面，杉杉股份在宁波布局了4万吨一体化硅基负极产能基地，其中一期产能在2024年年底已完成投试产。

璞泰来方面，硅碳负极产品已开始小批量试产，并成功应用于消费类高端项目，市场反响积极。目前正积极推进在安徽芜湖投资建设的2万吨硅基负极项目的建设，预计2025年上半年首批硅碳负极产能有望建成投产。

中科电气方面，硅基负极已建成中试产线，并已有产品送样测试，获得了客户的认可。目前，正在推进云南曲靖以及摩洛哥负极材料生产基地建设。

尚太科技方面，不仅进行了硅碳负极技术储备，还组建了成熟的技术团队，构建了相应的中试生产线，以应对市场的不断变化。

凯金新能源方面，硅基负极材料主要集中在氧化亚硅和纳米硅两个环节。消息显示，纳米硅负极材料已开发至第三代，容量≥1500mAh/g，首次效率≥87%。截至2021年12月，凯金新能源已具备300吨的硅基负极材料的年产能，实现对宁德时代等知名客户的出货。

翔丰华方面，硅碳负极产品已移交国内外多家电池厂商进行客户测试，具备产业化基本条件，与清陶能源达成战略合作。

道氏技术方面，硅碳负极已向某固态电池厂小批量出货，送样太蓝、盟古利等主流固态电池厂商，测试反馈良好，且部分消费类电池厂已通过测试，实现小批量供货。目前已经建成月产吨级产线，并计划在2025年建成年产1000吨的硅碳负极产能‌。

昱瓴新能源方面，产品覆盖硅氧碳SiOC、硅碳SiC、多孔硅碳等，已经实现年产1万吨硅碳负极的生产能力，二期年产3万吨硅基复合负极材料的项目正在建设中。

溧阳天目先导方面，新型硅碳产品已成功导入ATL、CATL、三星、LG、亿纬锂能、远景动力、欣旺达、国轩高科、天津力神等国内外头部电池厂商。旗下年产6万吨高端纳米硅基电池负极材料项目，已基本建设完成，进入中试（试生产）阶段，预计2025年产能可达到600-1000吨。

另一类是以石大胜华、硅宝科技、多氟多、博迁新材和元力股份等为代表的硅材料厂商，凭借原材料优势切入硅基负极领域。

数据来源：起点研究院（SPIR）、公开资料 制表：起点锂电

石大胜华现有1000吨/年的硅碳负极材料生产线，产品为高首效型硅氧碳负极材料；硅宝科技硅碳负极产品在3C电池、动力电池、圆柱电池固态电池均有送样和测评；多氟多控股的中宁硅业已经启动5000t/a硅碳负极材料项目；博迁新材已与丰田等固态巨头送样接洽，处于C样验证阶段(批量样件)；元力股份多孔碳联合最头部客户开发，已对接主流负极、电池客户，绑定电池龙头，累计出货达百吨级。

综合来看，各方势力的加码“缩短”了硅基负极的产业化周期。但事实上，目前已经落地的有效产能并不多，主要集中在贝特瑞、杉杉股份等企业，合计不超过3万吨。大部分的布局处于技术积累、产品验证、产能建设阶段，生产成本的规模化下沉还需要一定的时间。

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量产拦路虎：成本难题悬而未决

起点锂电认为，硅基负极量产倒计时迟迟未尽的原因主要在于两个方面。一是固态、大圆柱等新电池技术的量产依旧受“工艺、良率、成本”等因素影响，进而影响了硅基负极材料的产业化需求和进度。

另一方面是，硅基负极本身面临着同样的问题，其中高生产成本是硅基材料商业化的最大限制。

比如产业化程度较高的硅碳负极，符合市场要求的生产工艺主要包括，纳米化法、化学气相沉积（CVD）法。

其中纳米硅制备工艺复杂，设备价格高，综合导致生产成本高；CVD法除了设备价格高外，主要材料多孔碳（消费端价格高达30-50万/吨）和硅烷气（23年价格高达25万/吨）的单价也很高。

再比如硅氧负极，首次库伦效率较低，对容量、能量密度、循环寿命造成一定影响。因此需要采用预锂化等技术对其进行改性处理，增加了成本支出。

今年3月市场数据显示，球磨法硅碳负极平均报价26万元/吨，CVD法硅碳负极平均报价88万元/吨；硅氧负极平均报价11万元/吨，预锂化硅氧负极平均报价51万元/吨。而同期高端人造石墨平均报价不超过6万元/吨。

数据来源：起点研究院（SPIR）、公开资料 制表：起点锂电

数据来源：起点研究院（SPIR）、公开资料 制表：起点锂电

从市场应用情况来看，硅碳负极主要应用于高端消费市场，且工艺正从传统球磨法转向化学气相沉积（CVD）法，降本路径在于生物基多孔碳规模化、优化CVD工艺、降低硅烷气价格等。

硅氧负极循环寿命优势大，更适合于动储市场，但首效低，需要预锂化处理，降本路径在于固态电解质替代预锂化、突破专利壁垒、提升合成效率等。

目前，贝特瑞等头部企业正全面加速攻克技术工艺难题，2025硅基负极价格下沉有望。市场预计，售价端降幅可能达到35%以上。

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硅基负极放量前夕 两大蓝海市场值得关注

相比石墨负极，硅基负极材料、结构、工艺都发生了变化，对一些辅材要求也有所改变。起点锂电根据相关市场资料判断：新型负极粘结剂及新型导电剂两大材料会迎来较大的市场空间。

传统粘结剂如CMC（羧甲基纤维素钠）+ SBR（丁苯橡胶）， 粘附性无法满足硅基负极需求，因此需要强粘附性的新型负极粘结剂。PAA（聚丙烯酸）独特的粘结特性可与硅基材料的进行良好兼容，目前正逐渐替代传统负极粘结剂，具有较大应用潜力。

国内布局企业包括日播时尚、璞泰来、鹿山新材、回天新材、长兴材料、晶瑞股份等，国产率较高，可达到95%以上。

此外，PAA与其他材料形成交联粘接剂是新发展方向，例如AA-CMC 交联粘结剂、 PAA-PVA交联粘结剂、 PAA-PANI 交联粘结剂、 EDTA-PAA 粘结剂等。

新型导电剂碳纳米管比传统导电剂（如炭黑、导电石墨等）能更好地提高负极活性物质的导电性，能够提升电池能量密度，提升电池循环寿命，与硅基负极高度适配。

碳纳米管分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管，碳纳米管管径越细，长度越长，导电性能越好，因此单壁碳纳米管关注度更高，但工艺要求更高，价格更高，单壁碳纳米管粉体价格在1000-1500万元/吨。

目前全球能实现单壁碳纳米管规模化生产（吨级以上）只有OCSiAl、天奈科技、道氏技术等少数几家企业，其余大部分都处在中试或小试阶段。

据起点锂电了解，目前高性能稳定的单壁碳纳米管处于供不应求状态，随着大圆柱和固态电池逐步量产，单壁碳纳米管将正式进入放量阶段。起点研究院（SPIR）预计，到2030年全球单壁碳纳米管浆料市场规模将达178亿元，未来6年年均复合增速达49.4%。

参考资料：

起点研究院（SPIR）：2025全球硅基负极行业发展白皮书

起点研究院（SPIR）：2025全球单壁碳纳米管导电剂行业发展蓝皮书

知乎碳长：一文读懂硅基负极材料

Deep Seek：硅基负极应用及技术瓶颈分析

作 者：焦 亚

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