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硅基负极专题报告:CVD技术突破,硅碳负极渐成主流
东莞证券· 2025-12-31 09:03
报告行业投资评级 - 超配(维持)[1] 报告核心观点 - 硅基负极是下一代高能量密度电池的关键材料,随着CVD技术突破,硅碳负极产业化拐点渐近,有望成为主流技术路线[4] 根据相关目录分别总结 1. 硅基负极是新型负极材料迭代方向 - 当前主流石墨负极已接近其性能极限,理论比容量为372mAh/g,实际产品已达360mAh/g,制约了锂电池能量密度突破[19] - 硅基负极材料理论比容量高达4200 mAh/g,是传统石墨材料的10倍以上,且快充性能优异,被视为打破能量密度桎梏的主要方向[4][22] - 硅基负极存在体积膨胀率高(最大达300%)、导电性差、首次效率低(纯硅约80%)等缺陷,限制了其大规模应用[23][24] - 硅氧负极和硅碳负极是两大主要技术方向,硅氧路线技术较成熟、进展较快,硅碳路线比容量和首效更高、前景更大[4][26] 2. 新型电池推广将加速硅基负极应用需求 - 硅基负极应用正从消费电子加速拓展至动力电池领域,特斯拉、比亚迪、蔚来等众多车企已开始在新车型上搭载硅基负极动力电池[4][29] - 硅基负极与固态电池高度适配,全固态电池需匹配硅碳负极以实现>500Wh/kg的超高能量密度,全固态电池预计于2027年开始小批量生产[4][32] - 大圆柱电池(如4680)放量在即,“高镍正极+硅基负极”为其最适配方案,全球主要46系列大圆柱电池产能规划已突破500GWh[37][38] - 快充车型加速渗透,硅基负极因其高倍率性能更适配快充需求,2025年800V高压快充平台车型售价进一步下沉至20万元以下[4][41] 3. 硅基负极产业化拐点渐近 - 化学气相沉积法(CVD)在硅碳负极制备上取得突破,CVD硅碳材料克容量约1800mAh/g(部分可突破2000mAh/g),支持超1000次循环,将极片膨胀控制在25%-27%,被视为目前制备硅碳负极的最优解方案[4][45] - 截至2025年4月,布局硅基负极的企业超30家,贝特瑞为全球龙头,市占率超70%,璞泰来、杉杉等传统负极头部企业正向CVD硅碳技术路线转型[46][47] - 预计2025年全球硅基负极出货量将超过7万吨,同比增长76%,2030年有望达到60万吨,2025-2030年年均复合增长率达57%[50] - 从技术路线看,2024年硅氧负极出货量占比超70%,CVD硅碳负极占比约20%,预计到2030年硅碳负极出货量占比有望超过75%,成为主流[50] 4. 硅基负极产业链受益环节 - CVD硅碳负极产业链的核心受益环节包括:核心主材(多孔碳、硅烷气)、关键辅材(PAA粘结剂、碳纳米管导电剂)以及关键设备(CVD流化床)[55] - 多孔碳是CVD硅碳负极的核心骨架,技术壁垒高、成本占比大,是降本关键;硅烷气的纯度和稳定性对产品性能和生产成本至关重要[58] - 聚丙烯酸(PAA)粘结剂和单壁碳纳米管导电剂能有效解决硅材料的膨胀和导电性问题,支撑产业化推进[59] - CVD流化床是实现规模化量产的关键设备,国产百公斤级以上设备自2025年以来逐渐获得落地验证,是解决规模化降本的关键之一[60] 5. 投资建议 - 建议关注在硅基负极领域前瞻布局的电池厂商,掌握CVD硅碳技术核心、量产进度领先的负极材料厂商及其关键材料和设备供应商[4][61] - 报告给出的重点标的包括:宁德时代(300750)、亿纬锂能(300014)、璞泰来(603659)、贝特瑞(920185)、道氏技术(300409)、硅宝科技(300019)[61]