负极材料升级在即，硅基材料为首选
舟山桃花岛图片负极材料对电池性能影响大，成本占比约8%。现有技术体系下锂离子电池四大关键原材料为正极材料、负极材料、隔膜与电解液。作为四大关键原材料之一，负极材料在三元动力电芯的成本中约占8%。
负极材料在锂离子电池脱嵌中起着重要作用，其性能对锂电池的安全性与寿命等影响很大：1）膨胀性能很大程度上影响电池的循环寿命；2）比容量、首次效率等对电池容量影响较大；3）压实密度、极片厚度等指标也影响电池的倍率性能等。
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正极材料突破较早，负极材料升级在即。在影响锂电池性能的关键材料中，正极材料已经从早期的钴酸锂材料、锰酸锂材料升级为磷酸铁锂材料和三元材料，而负极材料升级较为缓慢。近期硅碳材料技术进步较快，为负极材料升级提供了契机。
负极材料种类多元，碳基材料使用率领先。锂电池负极材料主要分为碳基材料和非碳基材料。碳基材料包括天然石墨负极、人造石墨负极、中间相碳微球(MCMB)、软炭(如焦炭)负极、硬炭负极、碳纳米管、石墨烯、碳纤维等，非碳基材料主要分为硅基及其复合材料、氮化物负极、锡基材料、钛酸锂、合金材料等。 硅基材料将成为高端市场首选。目前，以人造石墨为代表的碳基材料是锂离子电池负极的主要使用材料，石墨类负极材料占据目前负极材料95%市场份额。从产能规划看，行业多数企业在积极布局负极及石墨化产能的同时，也持续加大硅基负极研发力度，因此预计人造石墨在未来仍会是主流负极材料，但硅基负极也将拥有稳定的客户体。 目前硅基负极比容量优势明显，寿命与首充效率是短板
硅的比容量可达4200mAh/g，且来源丰度极高。硅是地壳中丰度极高的元素之一，来源广泛、价格较低。此外，硅的理论储锂容量高达4200mAh/g，是石墨容量（372mAh/g）的10倍以上，是比容量最高的可用锂电池负极材料。硅的电压平台略高于石墨，在充电时难以引起表面析锂的现象，安全性能优于石墨负极材料。但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。
以碳为基，硅碳复合材料是理想路线
硅基负极材料是以碳作为分散基体，硅作为活性物质的新型负极材料。碳质负极材料在充放电过程中体积变化较小，具有较好的循环稳定性能，且碳质负极材料本身是离子与电子的混合导体；另外，硅与碳化学性质相近，二者能紧密结合，因此碳常用作与硅复合的首选基质。天气预报视频更新
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。目前，硅基材料的主要发展方向是氧化亚硅（SiO）与硅碳复合材料。其中氧化亚硅主要通过在高温下气象沉淀硅与二氧化硅（SiO2），使硅纳米颗粒（2~5nm）均匀分散在二氧化硅介质中制得。氧化硅材料既能发挥硅的高容量优势，又能够抑制硅的体积变化。硅基负极制作工艺主要有机械球磨法、气相沉积法、溶胶凝胶法等，我们以机械球磨法为例，对比硅碳负极与硅氧负极的优势与劣势。
硅基负极种类多样，技术路线仍在探索。硅碳复合负极材料根据硅的分布方式不同可分为包覆型、负载型和分散型硅基负极材料，根据硅基负极中物质种类的多少可分为硅碳二元复合材料与硅碳多元复合材料。
制备方法：硅基负极材料制备方式较为复杂，尚未形成标准化制备方法。目前常见的制备方法有化学气相沉积法、机器球磨法、高温热解法等。工业上为了保证更好的性能，通常是多种手段组合来制备，例如高温热解—机械球磨或机械球磨—化学气相沉积。硅基负极材料的制备较石墨负极材料更为复杂，各厂商尚未形成标准的制备方法。
需求端引领+供给端产出，硅基负极历蛰伏将迎爆发
需求面：高能量密度电池加速导入，硅基材料
下游需求持续景气，锂电池市场高速增长。硅基负极主要应用于动力电池、消费电池市场。以动力电池为例，根据GGII数据，2021年中国动力电池出货量为220GWh，同比增长175%，实现超预期增长。预计中国2022年动力电池出货量将达到450GWh，全球动力电池需求将超650GWh。受锂电池市场，尤其是动力电池市场增长带动，硅基负极需求将进一步增加。
终端客户续航需求提升，高能量密度电池成为行业要求。中国锂电池行业已步入成长期，新能源汽车、消费电子等终端市场中，客户对续航时间、续航里程和轻量化提出更高要求。
目前石墨电极已发展至接近372mAh/g的理论比容量上限，行业正在探索下一代高比容量负极材料。
以碳辅硅，硅基负极高比容量优势充分显现。在Si/C复合体系中，硅颗粒作为活性物质，提供储锂容量；碳既能缓冲充放电过程中硅负极的体积变化，又能改善硅质材料的导电性，且能避免硅颗粒在充放电循环中发生团聚，因此硅碳复合材料综合了二者的优点，具有较高比容量和较长循环寿命。目前，硅基负极已成为各厂商重点攻关方向。
爆发点：特斯拉 4680电池量产引领行业，大圆柱电池市场将迎来爆发
4680电池技术引领行业，特斯拉未来4680电池产能预计将超过100GWh/年。特斯拉于2020年9月发布使用硅基负极的4680电池，能量密度达300Wh/kg，电池容量较21700电池提高5倍。此前未量产主要由于良率与一致性水平不佳。我们预计，4680电池将于2022年量产后，在2022-2025年集中放量，根据特斯拉此前规划，未来4680电池年产能将超过100GWh。
特斯拉 4680电池已实现量产，需求快速提升。2022年2月19日，特斯拉宣布1月份已生产
出第100万块4680电池，同时本季度德州工厂将交付首批搭载4680电池的ModelY。我们预计随着4680电池良品率的提升，产品将在特斯拉更多车型推广，预计2023~2025年特斯拉4680电池需求将达到58/99/128GWh。
洛阳白马寺骨科医院众多厂商跟进，大圆柱电池将成为硅基负极增长爆发点：
海外方面，除特斯拉在美国德州、德国的超级工厂外，松下、LG化学均在推动4680大圆柱电池配套设施建设；
武夷山好玩吗国内方面，宁德时代正加快研发节奏，计划2024年量产；比克动力于2019年开始研发大圆柱电池，预计2023年量产；亿纬锂能于2021年11月5日发布公告，将于荆门市建设年产20GWh大圆柱电池产线，预计2024年可实现量产。我们预计受特斯拉引领，国内企业将跟进布局4680电池，带动圆柱电池渗透率将进一步提升。
小结：预计2025年全球硅基负极出货量将达10万吨，2021-2025年CAGR达53%。电池端，随着4680大圆柱电池量产，带动国内企业跟进布局，叠加锂电池下游持续景气，将打开硅基负极市场空间。整车端，未来两年是整车厂品牌向上最佳时间窗口，高端车型有望密集推出，带动快充等补能需求的提升，硅碳材料高比容量优势逐渐凸显。
