储能创造价值，市场牵引发展。历经2023年来行业疯狂“内卷”和价格血拼，我国储能产业逐渐从“卷价格”、“卷产能”，开始走向“卷技术”、“卷价值”的新型竞争轨道。低端劣质产能的市场出清加速，头部与二三线企业的行业分化加剧，电力市场改革推动的储能市场化盈利机制亦正在形成，云计算、AI人工智能等新一代信息技术的深度应用，对储能产业未来的发展形态和运营模式也在发生深刻改变。“回归价值、进化升级”，我国储能产业将走上一条“以价值为本”的健康、可持续良性发展的轨道。华夏基石产业服务集团、黑铁基金及炎黄基石全球储能产业发展研究院推出《回归本质、进化升级——中国储能产业发展白皮书（2024）》，欢迎业内专家、业界朋友提出宝贵意见和建议，共同助力中国储能产业发展！
本文为华夏储说系列第34篇文章
锂电负极材料产业链一体化更加强化头部企业竞争力，硅碳负极研发应用将推动行业进入迭代升级新赛道
锂电池负极材料占锂电池成本约10-15%，是锂离子电池的关键材料之一，在锂电池中起储存和释放能量的作用。负极材料的比容量和嵌锂性能直接影响到电池的容量和循环稳定性。同时通过优化负极材料的结构和性能，可以进一步提高锂电池的能量密度和循环寿命。
全球负极材料主要由中国、日本和韩国生产，其中中国产量占比超过90%，是世界最大的负极材料生产地。近年来我国负极材料行业出现较为严重的产能过剩，行业持续去库影响负极材料价格，致使大多数企业陷入经营困难。在技术、产能和市场分布上具备领先优势的企业，依然保持稳健的成长势头。负极材料行业具备的资金、技术、工艺等高壁垒特性，经多年竞争淘汰，已形成“强者恒强”的市场格局，行业集中度持续提升；同时，头部企业进行的重要原料与负极材料“一体化布局”，也对行业分化发挥了重要催化作用，目前行业“首尾分化”十分明显，行业产能逐步向头部企业集中，基本形成“两大多小”的市场格局。因材料比容量原因，石墨负极长远发展受限，硅基负极材料的创新研发应用将是“大势所趋”，硅基负极材料将成未来锂电池负极材料新的需求点，有望成为下一代负极材料研发的主流方向。抓住产品和行业迭代机遇，头部厂商加力布局。但硅碳负极材料的产业化仍受多种因素制约：相关的技术和工艺决定了其产业化的进程；相关设备的配套也决定了其量产的规模。锂电新型负极材料的大规模商业化应用，仍需产业界加倍努力。
一、中国锂电负极材料占据全球绝大部分市场份额，市占率持续提升达历史新高
我国负极材料发展历经依赖进口、技术积累，特别是近年来我国新能源汽车高速发展，带动我国锂电产业链总体竞争力显著提升，负极材料全球市场占有率显著提升。目前，全球负极材料企业主要集中于中国、日本和韩国，其中我国负极材料优势显著。2023年全球负极材料出货量为181.8万吨，中国负极材料出货量为171.1万吨，占全球市场份额的比重达94.1%。
据鑫椤咨询数据统计，2024年上半年，全球锂电池产量为608GWh，同比增长约20%；全球锂电负极材料产量为96.7万吨，中国产量95.2万吨，同比增长28.2%。其中人造负极出货约75万吨，占总出货83.3%；天然石墨负极出货约11.1万吨，占总出货12.2%。上半年中国负极材料市占率再创历史新高，达到98.4%。2024年Q3中国锂电池产量为326GWh，同比增长约26%；中国锂电负极材料产量为54.4万吨，全球占比达98.6%，再创历史新高。
国内负极材料企业技术实力，规模制造能力以及价格优势，让产品市占率不断提升。近几年来，我国负极材料全球市场的市占率一直保持上升态势，从2020年的85.7%，提升到2024年上半年的98.4%。2021、2022、2023年的市占率，分别为92.4%、96.4%、97.3%。
国内锂电池负极材料的主要供应商有贝特瑞、杉杉股份、璞泰来、凯金能源、中科电气、翔丰华、尚太科技等，国外锂电池负极材料的主要供应商有日立化成、三菱化学及韩国浦项化学等。从国内区域分布看，早期负极材料厂商主要分布在经济发达的沿海地区。近年来，随着新能源汽车、储能等下游需求的快速扩大，负极材料生产企业出于成本控制等因素考虑，将生产场地选择在电力资源更为丰富、电价更为优惠的地区，如内蒙古、四川、青海、山西等地。
二、严重产能过剩下我国负极材料市场仍处于下行周期，行业可能会出现持续去库影响负极材料价格
全球电动汽车再次回暖带动负极出货量有所增长，但中小企业以中低端负极走低价格，导致负极材料市场价格下降。
2024年上半年，中国负极材料市场呈现出稳中微降的趋势，但整体市场供应有所增加。由于有许多新进企业导致市场竞争激烈，但今年来受新能源汽车销量和储能的增长，带动锂电池负极材料出货量增长。价格方面，有许多中小企业以中低端负极走低价格，导致负极材料价格下降。市场需求方面，今年新能源汽车市场的快速增长是负极材料需求增长的主要驱动力。11月13日，市场研究公司Rho Motion最新发布的报告显示，全球10月份电动汽车（包括纯电动和插电式混动汽车）的销量同比增长35%，达到172万辆。其中中国地区销量大幅飙升54%，达到120万辆，创下历史新高，带动了所有地区的销量增长。Rho Motion数据经理查尔斯·莱斯特（Charles Lester）表示，全球电动汽车市场再次回暖，连续第二个月创下销售纪录，大部分增长来自中国市场。
我国负极材料行业产能过剩情况较为严重，持续的扩产和项目投产，将进一步加剧供过于求的风险。
据隆众咨讯数据，2019-2024年，国内负极材料产能持续扩张，新增产能投放供给533万吨，截至2024年，负极材料全国产能预计达到576万吨。而2023年全年，我国负极材料产量仅只171.45 万吨，整个行业平均产能利用率不足50%。另据上海钢联数据，虽然目前负极材料产能达到256万吨，但生产量仅为121万吨，开工率勉强维持在50%左右；企业出货量约为143万吨，而全球下游需求却仅在136万吨左右。这一数据揭示了负极材料市场产能结构过剩、供求失衡的态势。
目前，负极材料赛道的竞争异常激烈。据统计，我国负极材料行业企业已超过90家，但真正月出货超千吨级的企业却不足15家，这些企业占据了整个行业超过80%的市场份额；而剩余的80多家企业则不得不在剩余的约20%市场中激烈角逐。
而到了2024年，多个负极材料项目仍相继开工。如江苏华盛锂电在江阴高新区年产20万吨负极材料项目正式开工；四川海创尚纬10万吨负极材料项目预计12月试生产；阿尔美（苏州）百吨级氧化硅负极材料项目正式投产。2024年上半年，负极材料新增产能达64万吨，而2023年全年负极材料产量为170万吨左右，仅上半年新增释放的产能，就高达2023年全年产量的30%，这也意味着上游材料短期内的过度扩张有可能进一步加剧供过于求的风险。有机构预测，预计到2025年，我国负极材料的产能过剩率仍将达到33%。
产能过剩导致价格“内卷”，已跌破多数企业的成本线；2024-2026年随着石墨化的人造石墨产能进入释放期，可能会出现持续去库状态。
自2023年下半年开始，我国负极材料价格就呈现“下滑”态势。以主流中端人造石墨为例，其支撑价格为3万元/吨，同比2023年初价格跌去四成，并且已至二线以下负极企业成本线。2024年国内负极材料价格仍是下行趋势，根据市场数据，年初负极材料价格维系在4万元/吨左右，至10月中旬负极材料价格已跌至3.6万元/吨，整体跌幅在10%。从供求角度来看，行业短期内供过于求的现状并未改变。
2024年10月，国内负极材料产量达到17.53万吨，同比增长35.47%。尽管产量增加，但10月份负极材料的利润却出现下滑。中端人造石墨单吨利润为-639元/吨，较9月减少961.2元/吨，毛利率降至-2.67%，环比减少3.91个百分点。本月负极材料利润亏损，主要原因在于负极材料价格走跌。
目前整个锂电负极材料市场仍处于下行周期中，锂电负极材料自去年下半年价格开始出现倒挂后，整个行业进入了实质性洗牌阶段，产业链代工企业陆续在出清，中小规模企业订单量出现萎缩。产品价格波动更多受原料价格上涨及短期订单量增加影响。
综合来看，锂电负极材料行业价格已经全面筑底，但供给侧富裕产能仍需时间消化，行业格局仍有调整空间。据鑫椤咨询预测，短期来看，预计三季度负极材料是将处于行业淡季，需求略显乏力，企业间会出现分化现象，全年负极材料产量有望在210万吨左右。从长远来看，2024-2026年随着石墨化及人造石墨产能进入释放期，市场供应快速增长，可能会出现持续去库状态，影响负极材料价格。
三、在技术、产能和市场分布上具备领先优势的企业，依然保持稳健的成长势头
贝特瑞：出货量全球领先，海外布局加速。据公布的半年报资料，贝特瑞负极材料2024年上半年实现收入51.79亿元，出货量超过20万吨，同比增长18.96%。贝特瑞在硅基负极电池领域具有领先地位，预计2024年上半年市场占有率约70%，硅基负极材料年产能达5,000吨，出货量行业领先。其第五代硅碳负极产品比容量超2,000mAh/g，硅氧负极材料比容量超过1,500mAh/g。贝特瑞已在中国建立20余个生产基地，同时在海外如印尼、摩洛哥等地布局，形成全球化战略。印尼项目一期已投产，是国内首个海外负极材料项目；在摩洛哥建设的地中海基地主要服务欧美市场，计划投资建设年产6万吨锂电池负极材料项目，总投资额不超过26.18亿元。
杉杉股份：上半年销量大增，技术创新持续推进。杉杉股份2024年上半年实现负极材料销量同比增长50%以上。第二季度因市场需求增长和企业降本增效，订单饱满，销量和净利润环比显著改善。其人造石墨产量占比保持行业第一，快充产品市场份额领先，硅基负极产品已完成客户导入并批量供货。同时云南基地产能逐步释放，新型箱体炉技术降低石墨化成本，提升加工量。
中科电气：出货量与收入增长显著，技术优势明显。2024年上半年实现负极材料出货量92,117.15吨、确认收入数量88,392.49吨，同比分别增加52.86%和53.09%。中科电气具备负极材料全工序产线的设计、建设、运营能力，能提升生产效率并保证产品质量。公司自主研发的石墨化炉在电耗、成本、自动化和环保方面具有领先优势。同时，磁电装备业务在多个技术领域拥有强大实力，为锂电负极业务提供持续优化和升级支持。
尚太科技：新产品批量出货，销售数量激增。2024年1-6月，公司业绩表现主要与公司负极材料销售收入及盈利情况有关。2024年以来，在前期技术、工艺积累的基础上，尚泰科技具备高倍率性能的“快充”“超充”等新一代动力电池负极材料产品的大批量生产能力，受益于相关产品市场需求的快速增长。公司在2024年1-6月实现了负极材料销售数量的快速增加，销售数量达8.38万吨，较2023年同比增长超 55%。
四、人造石墨占据主流地位且占比仍在提升；硅基负极材料市场增速低于预期
锂电池负极材料主要包括碳材料和非碳材料两大类，目前市场化应用最多的为碳材料中的石墨类负极材料，而石墨负极人造石墨占据主流地位，且占比在持续上升。
2016 年我国人造石墨出货7.9万吨，2023 年为146.85万吨，期间复合增长率为51.8%，增速高于负极材料年均增长率；2016年人造石墨在我国负极材料中占比66.95%，2023年提升至89.0%，占比较 2022年提升约5个百分点。总体预计我国人造石墨占比仍将维持在85%以上。
据GGII数据，2024Q1-Q3中国负极材料出货量149万吨，同比增长24%。其中人造石墨、天然石墨材料出货分别为128万吨、20.5万吨。就材料类型来看，国内人造石墨负极仍占据主流地位，人造负极占比不断提升，2024年Q1-Q3季度人造石墨占比为85.9%，Q3季度占比上升至约88%。据ICC鑫椤资讯数据显示，2024年Q3国内人造石墨负极材料总产量约49万吨，上海杉杉占比21%，凭借着领先的技术优势和市场地位，市占率仍居首位。
硅基负极材料市场增速低于预期，目前市场需求仍主要集中在消费类电池产品。2024年H1全球硅基负极单体产量较上年基本持平，增速低负极整体增速。4680大圆柱电池迟迟无法量产，近两年大热的半固态电池也未到大规模量产阶段，因此目前市场上需求仍主要集中在消费类市场以海外动力圆柱电池。从企业来看，贝特瑞仍是整个硅基负极出货主力，2024年H1贝特瑞硅负极市占率在70%左右。
五、负极材料行业资金、技术、工艺等壁垒较高，经多年竞争淘汰已形成“强者恒强”、行业“首尾分化”的格局
（一）负极材料行业实际具有技术、工艺、资金等方面的进入壁垒
负极材料行业属于资金密集型、技术密集型行业，设备、工艺的先进性、技术的领先程度，直接决定了锂电池的循环寿命、首次效率、压实密度、电解液兼容性等性能指标。
从技术形成角度，负极材料企业需要具有较强的应用技术实力和长期的化工领域经验积累，才能形成稳定的批量制备能力。负极材料的生产涉及粗破、造粒、预碳化、石墨化、成品加工等主要工序，各主要工序又涉及原料甄选检验、精碎分级、二次造粒等数项细致工序，从原料投产到成品出货需要经过十余道工序。其中，造粒和石墨化是负极材料技术门槛最高，且最能体现生产企业工艺水平的核心环节。针对成品的技术要求，多个重点工序需要设置不同的技术参数，生产企业需要不断积累技术诀窍、调制不同应用领域产品的最优配方，才能在满足客户需求的同时，提高产品成品率、降低单位成本。
从下游锂电企业客户角度，对锂电池安全性要求非常高，因此负极材料的安全性、兼容性、稳定性尤为重要。如果负极材料企业的技术能力不足，产品循环寿命、压实密度、电解液兼容性未达标，会大幅降低锂电池的安全性。因此，进入锂电池负极材料行业需要在同类或相关化工领域拥有长期技术沉淀和积累，并不断进行技术、工艺创新，提高生产效率和产品品相，才能满足客户需求。这对于新进入者形成较高的技术和工艺壁垒。
负极材料企业需要不断进行设备更迭，对后入者也形成较明显的资金壁垒。随着行业技术的不断进步，负极材料生产设备更迭速度加快，为保证产品品相及成材率、控制产品成本，生产企业需要不断进行设备更迭，而新进入企业为实现成本优势，需要购置最新设备建设生产线，设备购置成本更高。贝特瑞、杉杉股份等行业领先企业通过多年的资金积累，资金实力雄厚，在新产线建设、新设备购置等方面具有较为明显的资金优势，对后入者形成较明显的资金壁垒。
负极材料企业通过客户认证形成与锂电企业较强的粘性，也形成了比较强的客户进入壁垒。锂电池生产企业对产品安全性要求较高，因此对于负极材料供应商的筛选较为严苛、认证周期较长，通常要经过小试、中试、大试、小批量等一系列筛选流程，并综合考虑供应商的管理能力、产品品相、生产能力等。负极材料生产企业通过客户的认证并进入供应链管理体系后，与锂电池生产商的粘性较强，锂电池生产商一般不会轻易变更主要负极材料供应商。
因此，对于负极材料行业新进入者，客户已与同行业竞争对手建立了长期稳定的合作关系，且客户认证周期较长，即使通过合格供应商认证，也不会直接成为第一级供应商，因此对行业新进入者形成了一定的客户壁垒。
（二）负极材料企业“一体化布局”渐成趋势，对行业分化发挥了重要催化作用
早期负极材料企业受资金不足、生产场地受限、产能不足、成本控制等因素影响，将石墨化或其他单个或多个工序委托外部企业加工，“委外石墨化加工”生产方式。为降低生产成本，实现稳定供货，贝特瑞、杉杉股份等主要业内企业逐渐向“一体化生产模式”转型。即生产企业自建粗破、造粒、预碳化、石墨化、成品加工等全工序生产线，通过布局全工序而建立成本优势。该经营模式投资规模较大，对生产管理、工艺控制能力要求较高，但生产效率较高，能有效降低生产成本，控制产品品相的稳定性。
人造石墨原材料为针状焦、沥青焦和石油焦，通过破碎、改性造粒、焙烧等六个步骤加工而成。其生产工艺中的改性造粒、石墨化和包覆炭化三个环节技术含量较高，能够体现行业的技术门槛和企业生产水平。而石墨化是负极生产中成本最高的工序，其成本占比超过 30%。伴随负极材料其它工序的技术逐渐成熟，人造石墨负极一体化生产，是负极材料企业降本主要途径；而石墨化自供率是首要问题。石墨化工序一方面将成为成本控制的突破点，同时石墨化工序对人造石墨产品品质控制也是非常关键和重要。
目前，许多负极材料企业正在通过一体化扩产项目，积极布局生产基地以完善产业链，强化人造石墨规模和成本优势，尽可能实现石墨100%自供率。近年来，贝特瑞、杉杉股份等主要业内企业普遍采用一体化生产模式，“石墨化率”成为衡量负极材料企业生产技术水平和生产能力、行业地位的重要指标。
锂电池负极材料行业在历经十年发展中，已形成“强者恒强“的格局，行业产能呈“首尾分化”状态。
头部企业通过规模化和新技术实现低能耗与低成本，行业产能逐步向头部企业集中；在“卷价格”的行业竞争中，规模小成本高的中小企业产能难以消化，跨界玩家加速被淘汰，已不适合扩大布局。目前我国负极材料市场88%的份额已集中到CR10企业，剩下12%的市场由剩下80余家企业瓜分，即将被市场淘汰出局。在前10企业中，贝特瑞、杉杉、江西紫宸三家企业，又占据了整个负极材料近一半（49%）的市场份额，CR5也占据了三分之二以上（66.8%）的市场，行业集中度已非常高。
早期因工艺技术逐步成熟，成本优势凸显，贝特瑞和杉杉抓住日韩企业产业转移机遇，积极扩大产能，成为“双寡头”。江西紫宸凭借强大的技术实力与人脉资源，深度绑定全球锂离子电池制造厂商，把握了消费电池轻薄化演变对低膨胀、低内阻、长循环寿命的中高端人造负极材料需求机遇。2024H1中国负极材料出货量市占率前五企业，分别为贝特瑞、杉杉股份、江西紫宸、中科星城、尚太科技，市占率分别为21.6%、16.8%、9.9%、9.7%、8.8%。2024年Q3贝特瑞负极材料占比仍居国内首位，上海杉杉占比继续提升，两家企业企业的市场份额显著高于其他三家；江西紫宸（璞泰来）、中科星城、尚太科技大体相当，共同构成“两大多小”的格局。
六、石墨负极长远发展将受限，硅基负极材料的创新研发应用将是“大势所趋”
（一）硅基负极材料将成未来锂电池负极材料新的需求点，有望成为下一代负极材料研发的主流方向
新能源汽车的续航能力取决于电池的能量密度，随着消费者对汽车续航里程要求不断提高，高能量密度成为动力电池未来的发展方向。而动力电池能量密度主要取决于正极材料和负极材料，就负极材料而言，传统石墨负极材料理论容量为372mAh/g，其能量密度潜力已充分挖掘，其量产比容量逐步趋于理论值极限水平。
相比传统石墨负极材料，硅基负极材料具有以下优势：
首先，硅基负极理论比容量比石墨高10倍以上，为锂电池能够提供更高的能量密度。石墨材料的比容量理论值较低，理论最大值372mAh/g，目前已达到360mAh/g。硅材料理论比容量达4200mAh/g（目前实际已达到1000mA/g以上），超过石墨材料10倍以上，是目前已知的比容量最高的锂电池负极材料，可大幅提升锂电池的能量密度，满足对更长续航能力的需求。已有研究，1000mAh/g硅碳负极材料, 配合225mAh/g高镍正极电池的能量密度达到380Wh/kg，接近锂金属负极高能量密度电池。目前已有多家企业研发出的硅碳负极电池能量密度均在300Wh/kg以上。
其次，硅基负极材料快充性能优异。硅材料能从各个方向为锂离子提供嵌入和脱出通道，使得硅基负极在拥有高比容量的同时，也能满足快充所需要的高倍率性能要求。
再次，硅原料丰富成本更具优势。与石墨相比，硅元素在地壳中储量更丰富，成本低廉，长远来看，硅基负极是锂电池降本增效的有效选择路径。我国还是石墨资源较为短缺的国家。
此外，固态电池的高能量密度，首选硅基负极。固态电池是全球公认的下一代锂电池，各国政府争先布局；硅基负极又是固态电池的优选新型负极材料，固态电池加速发展将大大增加对硅基负极的需求。在各国政策催化和全球电车、储能等强劲需求下，未来固态电池出货量将实现飞跃增长，到2030年达到614GWh，复合增长率超过150%。
在政策和电动汽车、低空经济等产业和船舶舰艇等领域对锂离子电池提出了更高能量密度和功率密度的要求、驱动固态电池增长的趋势下，硅基负极材料市场也将快速增长，将成未来锂电池负极新的需求点。硅基材料由于具有极高的能量密度、较低的脱锂电位以及相对出色的安全性能，有望成为下一代负极材料研发的主流方向。预计全球硅基负极需求量2030年将达300万吨，市场规模超过1200亿元，5年复合增长率高达40%。随着高镍三元材料NCM811、NCA及其他配套材料的技术逐渐成熟，硅碳负极搭配高镍三元材料的体系成为未来锂电池发展趋势，硅碳负极材料正逐步走向产业化。
据中商产业研究院发布的《2024-2029全球及中国硅基负极材料行业深度研究报告》显示，2023年中国硅基负极材料为代表的新型负极材料出货量增长明显，出货量约达5.81万吨，在中国整体负极材料中的出货量占比已经达到3.4%。
（二）目前硅碳负极材料的应用明确，负极材料的下游中高端厂商已开始对硅碳负极产品进行重点布局
全球硅碳负极材料的技术和产业化进程经历了三个阶段：一是2015年以前，研究人员开始尝试将硅纳米颗粒与碳材料混合作为电池负极（早期多项专利显示出，研究人员探索了多种“硅碳复合”的制备方式，如刻蚀、气相沉积等）。二是韩国相关研究所于2016年通过气相沉积制备了硅碳复合材料，初步实现了硅碳负极的批量生产。三是硅碳负极发展过程中最具标志性的节点是2020年美国Group 14公司推出了新一代气相沉积技术，标志着硅碳复合材料制备工艺经过了反复迭代，逐步走向了成熟的产业化道路。2020年特斯拉推出基于硅碳负极技术的4680电池。
硅碳负极的先行者Group14在2016年成立于西雅图，2019年A轮1800万美元融资，投资者包括宁德时代、昭和电工、巴斯夫等世界知名电池及材料企业。2020年B轮1700万美元，领投者为SK公司。2022年C轮4亿美元，投资者包括保时捷等。大致测算2023年卖出102吨硅碳负极原料，预期2024年3500吨、2025年13000吨。
国内多家企业投资布局硅碳负极材料研发应用并已形成一定产能，部分已对消费电子、航空航天领域客户实现供货。硅碳负极材料作为锂电池领域的一项创新技术，受到了广泛关注。从2023年初至今，已有超过40万吨的硅碳负极材料规划项目公布进展，涉及的投资金额接近200亿元人民币。
目前，二级市场上大多数头部电池、材料企业具备一定的硅碳负极实际产能，且有计划持续扩产。一级市场公司技术快速迭代，部分一级市场公司已锁定了下游重要的客户资源，但一级市场有明确产能的公司，实际产量均不高。据公开的消息，目前硅基负极行业主要参与者如贝特瑞、杉杉股份、璞泰来、天目先导、胜华新材和国轩高科等已完成中试，已实现一定规模的生产，正在建设大规模标准化产线；其中部分企业已对消费电子、航空航天领域客户实现批量供货。
表1：硅碳负极材料部分企业布局 资料来源：九派资本
当下，硅碳负极材料产业化趋势已定但行业格局未定，各路玩家争相入局，众多材料厂商都在加码布局硅碳负极项目。目前，新型硅碳负极材料在高端3C产品（如华为、荣耀等品牌旗舰机型）上已经得到了较为成熟的应用，建立了市场基本盘。同时，新型硅碳负极材料作为一种新型材料，可兼顾高能量密度与循环等多种性能，满足汽车续航里程等需求提升，也已得到新能源产业与资本的广泛认可。虽然产业趋势已经确定，但大部分硅碳负极材料厂商仍处于送样测试与产能建设初期，产业格局未定，新入局的玩家仍有机会，因此，大量的人员与资金也在向这个领域汇集。
贝特瑞早在2006年就开始了硅碳负极技术的研究，并获得了第一项相关发明专利。多年来经过持续迭代升级，已经开发至第五代硅碳负极材料产品，比容量达到2000mAh/g以上；已完成多款硅氧负极材料技术开发和量产工作，比容量达到1500mAh/g以上。目前拥有硅碳负极产能5000吨/年，其年产4万吨硅基负极材料项目一期将在年内陆续建成投产，预计到2028年将拥有约5万吨/年硅基产能。据了解，贝特瑞去年硅基负极材料出货量超3000吨，预计2025年硅基负极产品会逐步起量。
杉杉股份已突破硅基负极材料前驱体批量化合成核心技术，目前已实现硅基负极产品的批量供货，持续获得海内外客户认可，相关核心技术已获得美国、日本的专利授权。布局宁波4万吨一体化硅基负极产能基地一期项目，预计今年下半年陆续投试产。
璞泰来CVD沉积硅碳负极产品面向消费类客户导入顺利，中试线产能已供不应求，正加快推进安徽紫宸1.2万吨/年硅基负极材料项目的产能建设进度，预计2025年初将形成首批产能。
天目先导的高端纳米硅碳负极材料核心技术由中科院物理研究所全球首创，已成功实现产业化。
石大胜华化工集团2021年3月完成了1000吨/年硅碳负极的生产装置及配套储运设施安装，进入生产阶段。产品处于客户测试阶段，已具备产业化条件。
硅宝科技在2019年完成50吨/年硅碳负极中试生产线建设的基础上，正在开展1万吨/年硅基负极材料建设。
中科电气披露，其公司硅碳负极已建设完成中试产线，且有产品向客户送样测试并获得认可。
翔丰华表示，其公司开发的硅碳负极材料产品处于中试阶段，已具备产业化条件。
此外，卫蓝新能源、赣锋锂业和上海洗霸等厂商在硅碳负极材料方面也有所布局。
锂电头部企业宁德时代、比亚迪、国轩高科、力神、比克等电池企业都在积极布局硅碳负极材料。
归纳起来，目前国内进入硅基负极材料研发应用企业，大致可以分为四大类：一是现有石墨类负极企业，如贝特瑞、杉杉股份、璞泰来等；二是科研院校背景的企业，如天目先导、壹金新能源等；三是电池类企业，如宁德时代、比亚迪、国轩高科、鹏辉能源等；四是化工企业跨界或硅材料企业切入，如石大胜华、硅宝科技等。
从地区分布看，目前广东、浙江、江苏、上海、山东、四川等地布局硅碳负极材料企业居多。其中，广东省有贝特瑞、创普斯（深圳）、德方纳米等9家企业；浙江有杉杉股份、兰溪致德等10家企业；江苏有天目先导等5家企业；上海有璞泰来、昱瓴新能源、翔丰华等4家企业；山东有胜华新材、青岛新泰和、杰瑞股份等3家企业；四川有硅宝科技等4家企业。此外，北京的壹金新能源、湖南中科电气、安徽国轩高科等企业也有布局。
硅碳负极材料已陆续进入下游锂电池领域的商业化应用，2025年的市场渗透率将达到20-30%。目前贝特瑞硅碳负极材料已供应松下动力电池，并进入松下-特斯拉、三星等供应链；杉杉股份硅基负极材料产品已向海外头部电动工具企业供货。2017年特斯拉将硅碳负极应用于量产的Model 3电动汽车上，续航里程提升了20%。2022年6月，宁德时代发布麒麟电池，采用“掺硅补锂”的方式来提升硅碳负极硅含量，能量密度达到255 Wh/kg，其最大续航里程为1000km，并做到20万km零衰减。国轩高科通过“高克容量硅碳负极材料和先进的预锂化技术”，将磷酸铁锂电池能量密度提高至210Wh/kg。比亚迪“弗迪电池”将硅碳负极应用于固态电池，其能量密度达到400Wh/kg。2023年6月，特斯拉宣布使用硅碳负极的4680电池累计产量突破1000万颗，标志着4680电池正式进入到量产阶段。
据相关专业人士研判，随着半固态电池、4680大圆柱电池的逐步量产，硅基负极的渗透率将会快速提升。预计2025年硅碳负极有望在负极材料中的渗透率达到20%～30%，需求量或达20万吨/年，市场空间超200亿元。
综合现有情况和未来预期，小圆柱电池的硅碳应用是目前发展较快的领域，且将继续增长。目前在小圆柱电池方面约有25%左右采用硅基负极，主要是消费领域的电池；预计到2025年这一比例会上升到40%。长远来看，渗透率可能会维持在50%到55%之间。方形电池领域的硅碳应用比例目前较低，不超过5%，实际约在3%左右；而大圆柱电池应用还不算普及且渗透率有待提升。软包电池在动力电池方面尚未大规模采用硅基负极。
率先入局的龙头厂商拥有明显的先发优势，未来市场格局有望进一步向头部集中。由于锂电池硅碳负极材料行业的技术门槛较高，一些资深企业拥有较强的技术研发实力，在质量、性能、价格等方面都有较强的优势，在竞争格局中处于优势地位，在这一行业中占据主导地位。整体而言，我国负极材料厂商的集中度较高，下游负极材料厂商对包覆材料的认证周期通常在6-12个月之间，并且对供应商的产能规模、供应保证能力和批次稳定性有着较高的要求，因此率先入局的龙头厂商拥有明显的先发优势，未来市场格局有望进一步向头部集中。
据九派资本分析，近年来我国硅基负极材料所占比例显著提升，2022-2023年增长显著超过200%，出货量约为870吨。预计2030年硅碳负极原料市场容量约为216亿（锂电池保持15%增速，硅碳原料完成20%的石墨掺杂，价格降至20万/吨，市场50%的出货量来自硅碳负极），多孔碳市场容量约为127亿（原料价格降至生物基8万/吨，树脂16万/吨）。
（三）硅碳负极材料的产业化仍受多种因素制约：相关的技术和工艺决定了其产业化的进程；相关设备的配套也决定了其量产的规模。
硅碳负极材料的制备工艺复杂，其研发应用仍面临较高的研发难度和技术难关。
硅负极材料本身存在嵌锂后体积膨胀、材料粉碎、多次循环性能衰减、SEI形成容量损失等问题。为解决硅基负极材料本身嵌锂过程中的体积膨胀所带来的循环衰减快、首效低、极片膨胀、电导率低等诸多问题，多年来研究人员一直在对电芯和材料进行改进，形成了目前以硅氧、硅碳为主的四代硅基负极材料。目前，CVD气相沉积硅碳特点突出，产业化核心已趋成熟。但相较于商用石墨负极，硅碳负极的制备工艺复杂，较难实现大规模生产，且各企业的生产工艺不尽相同，产品未达到标准化，在研发和应用方面面临着较高的研发难度和技术壁垒。
首先是硅碳负极自身特性的限制。一方面，硅碳负极在使用过程中会发生巨大的体积变化，变化幅度可达3倍。在剧烈的体积变化下，硅碳负极中的硅颗粒极易粉化、脱落，造成电池容量衰减、使用寿命降低等问题。通过硅基材料表面改性、优化硅碳复合工艺等手段来缓冲硅基材料的体积膨胀，减少变形造成的不利影响的硅碳复合碳包覆工艺，是实现硅碳负极产业化的第一项核心工艺。另一方面，在使用过程中，硅碳负极会使电池中的锂产生不可逆损耗，不仅影响电池的首次库伦效率（电池首次使用时放电电量和充电电量之比），还会导致电池放电量逐渐降低。通过预先补偿锂损耗，预锂化技术是实现硅碳负极产业化的第二项核心工艺。
其次是原料生产难度大导致的成本高。高端纳米硅是硅碳负极的核心原材料之一，其质量高低直接影响硅碳负极性能。在高端纳米硅的生产过程中易发生团聚、氧化，因此对制备工艺、操作过程和设备要求均较高，进而也增加了硅碳负极的生产难度和成本，高端纳米硅的生产成为产业化的重要壁垒，是实现硅碳负极产业化的第三项核心工艺，也是产业链上游门槛最高的环节。必须在兼顾生产成本的前提下，制备出首次库伦效率高、循环稳定性好的高纯超细纳米硅，才能有望实现产业化应用。该技术在国外起步较早，代表企业有日本帝人、美国杜邦、德国H.C.Stark、加拿大泰克纳等。
再次是配套辅助材料的持续优化。硅碳负极材料相关配套产业涉及粘结剂、导电剂、电解液添加剂、补锂材料和设备等。电池装配过程中的配套辅助材料如电解液、粘结剂等，也会在较大程度上影响硅碳负极性能的发挥。现有的配套辅助材料并非专门针对硅碳负极设计，无法最大程度发挥硅碳负极的性能，因此配套辅助材料的优化工艺成为硅碳负极的第四项核心工艺，需要系统优化配套辅助材料才能真正提升硅碳负极的实际应用能力，助力实现产业化应用。
在配套的生产设备上，沉积硅烷的CVD设备尚不能批量供货，成为制约硅碳负极产业化的重要因素。目前市面上工艺成熟且可大批量供货的为20 kg级CVD设备，年产量6吨。百公斤级的CVD设备，母亲设备厂商尚不能批量化供货，大部分硅碳负极材料厂商结合材料开发“自研”设备（包括和科研机构合作开发CVD设备、自己有CVD设备研发团队等）。
此外，硅碳负极制备的关键点在多孔碳的制备和填充硅两个工艺环节，在硅沉积环节硫化床主流工艺放大还存在困难。
首先利用富碳材料经高温碳化并活化刻蚀制造出多孔碳骨架结构（制备多孔碳）；随后向多孔碳骨架的孔隙中输送含硅化合物，经高温热解使气体沉淀成硅纳米颗粒（填充硅）。
制备多孔碳骨架可有效储硅，并缓解硅在嵌锂过程中的体积膨胀，减少硅与电解质接触、抑制电解质膜的产生。因此，多孔碳骨架好坏直接决定后续CVD气相沉积量产后的产品性能，包括孔隙率、孔隙一致性等指标。此外不同参数性能的多孔碳需要与不同的石墨相匹配，才能在电池端表现出优异的性能。
以硅烷为原料、采用气相沉积CVD法在多孔碳中沉积硅是目前行业确定性技术路线。但硅烷气生产的资质门槛较高，资产投入极重，而且一旦投产产线一般很难停产。现阶段气相沉积CVD法已经通过了头部负极材料企业和电芯企业的验证，基本达成了行业共识。但目前企业对流化床或回转窑的路线尚未统一。回转窑安全性弱、制备均一性差，但其优势在于容易量产放大；流化床制备均一性佳且硅烷利用率高，但工艺放大困难。目前部分硅碳负极企业偏向使用流化床工艺，同时已有相关CVD沉积设备厂商具备单炉100 kg/批的相关设备出货能力。
其次是单吨硅碳负极成本和工艺难关尚未突破。目前1吨硅碳负极，生物基的成本为21.6万元/吨，树脂基30.1万元/吨，依据能量密度提升比例和现有石墨价格计算，硅碳负极原料的临界成本约为20-25万/吨，尚未突破市场经济性的成本界线。在工艺上，活化刻蚀工艺的成本和品质也是核心因素之一。
在硅碳负极材料的应用上，硅碳负极材料与不同化学体系电池的匹配特性各异。硅碳负极材料在高容量方面体现出了相当强的竞争优势，但是其循环寿命相比于石墨负极仍存在不足，可以预期的循环寿命是1000次以上、容量保持率80%以上、倍率1C。因此，硅碳负极适合作为寿命同样相对略短的高镍三元正极的“搭档”。高镍三元正极搭配硅碳负极，可生产容量150Ah以上、质量能量密度280Wh/kg以上的方形电池单体，“高镍-硅碳体系”一定程度上来说是高能量密度电池的里程碑。相比之下，磷酸铁锂电池虽具有良好的循环性能，但与硅碳负极搭配后电池循环寿命不佳且安全性降低，从而影响性价比。
从电池形态上来看，硅碳负极和硅氧负极的应用也还存在差异。在圆柱形电池中由于结构上能更好地抵抗体积膨胀，硅氧可以达到较高的添加比例，通常可以超过10%。相比之下，软包电池中使用的渗透率较低，一般在1%以下，而方形电池的应用比例通常在3%以下。未来产品中硅碳和硅氧的比例可能会进一步提升，硅碳的比例可能达到7%、8%，甚至在优化后达到10%。而硅氧的渗透率可以实现12%甚至更高。在实际容量上，无论是硅碳还是硅氧，都需要经过碳包覆处理。未来的研发方向也将是提升添加比例，动力电池中参考比例将从当前的3%提升到5%至6%，软包电池的上限预计可达到4%左右。
在电池种类应用上，动力电池是推动硅基负极材料应用的主要力量。随着电池形态、能量密度和充电倍率的提升，硅基材料的应用进程将加速。整体看，硅基材料的应用前景十分乐观，产量有望从千吨级发展到万吨级别。未来还将满足高充电倍率的需求，比如4C、5C、6C等级的高倍率充电，因此对硅基材料的需求潜力巨大。
总体来看，现阶段基于CVD法的硅碳负极原料，在技术确认、工艺定型和设备配套三个层面都进入了新的阶段。同时硅碳负极材料在需求端已得到了充分验证，整体市场规模和增长趋势均有较强的确定性。但由于当前CVD沉积硅碳负极材料工艺技术较为复杂、产品稳定性要求高，以及原材料尚未大规模生产等原因，导致其具有较高的门槛和成本。目前多孔碳的品质决定了硅碳产品的性能；多孔碳的降本过程决定了硅碳负极大规模取代石墨的进展速度；CVD的工艺细节和配套设备决定了量产的规模。
（四）硅碳负极材料的创新研发应用，是石化类企业的重要入局机会
中国石化积极涉足新能源行业，在锂离子电池正负极、电解液、隔膜等领域进行布局，逐步推进试研、试产。在硅碳负极领域，一方面已建立了稳定的石墨原料生产体系，所需针状焦在茂名石化和金陵石化合计建成25万吨/年产能，占国内针状焦总产能的11%；另一方面建立了完善的硅碳负极研发平台及电池装配生产线，针对硅碳负极的科学问题和核心工艺展开科技攻关，目前已申请中国专利30余项，逐步完善专利网络，积极推进放大生产。
七、产能过剩与需求下滑的双重压力下，负极材料企业出海加速
随着宁德时代、亿纬锂能、国轩高科、蜂巢能源、孚能科技、远景动力、欣旺达等中国电池企业到海外投资建厂，负极材料的配套需求也随之增加。据估算，目前仅已公布的海外电池产能规划就超过500GWh，按1GWh动力电池约消耗1000-1200吨负极材料，需配套约50万-60万吨的负极材料，可为负极材料厂商在海外提供广阔的发展空间。
虽然中国众多电池厂商纷纷到海外建厂，但是负极材料配套却成为电池产能落地掣肘的关键一环。今年2月有报道称，因为石墨负极材料本地生产困难，比亚迪匈牙利工厂或放弃自建电芯产能。据匈牙利媒体报道，比亚迪目前的计划，是将从中国进口的电池电芯在匈牙利工厂组装搭载电动汽车。
从地域看，中国负极材料厂商海外建厂主要围绕动力电池需求比较旺盛的欧洲。2024年4月，中科电气发布公告，拟投资设立摩洛哥项目公司，实施年产10万吨锂离子电池负极材料一体化基地项目，计划总投资50亿元人民币。摩洛哥虽然属于北非国家，但其位于地中海沿岸，在那里所建工厂主要配套临近的欧洲市场。
相对来说，北欧是中国负极厂商更为青睐的地区。2023年5月，璞泰来宣布拟开展瑞典10万吨锂离子负极材料一体化生产研发基地的建设工作，项目将分两期建设，预计到2025年将具备5万吨/年负极材料产能，到2026年底或2027年初产能将进一步提升至10万吨/年。2023年9月，杉杉股份披露拟投资12.8亿欧元（约合人民币100亿元），赴芬兰建设年产10万吨负极材料一体化基地项目。产品以人造石墨为基础，预计2025年投产，能够满足约150万辆纯电乘用汽车电池配套需求。
除了欧洲市场外，东南亚也是中国厂商重点布局地区之一。贝特瑞2022年6月与STELLAR公司合资，在印尼IMIP工业园区和肯德尔园区投资开发年产8万吨新能源锂电池负极材料一体化项目。全部建设完成后，贝特瑞在印尼负极材料产能将达16万吨/年。去年8月，贝特瑞再度宣布拟通过收购，间接投资位于坦桑尼亚的天然石墨资源开发，以拓宽公司天然石墨供应。
不过负极材料厂商在海外建厂并不容易。相比正极、电解液、隔膜等材料，负极材料生产能源消耗高、环保压力较大、设备国产化程度高等原因，在海外建设一体化工厂成本较高，难度较大。据杉杉股份介绍，北欧电力以较为廉价的水电、生物质燃料等绿电为主，公司项目选址芬兰有助于利用当地低成本的清洁能源。
整体来看，中国负极材料厂商出海建厂已经成为一种趋势和潮流。除了更贴近客户需求和破卷国内价格战等考量之外，业内人士指出，欧美陆续出台对于锂电产业链本土化保护政策，在海外建厂也成为国内厂商规避政策壁垒，同时进一步打开全球市场的必要举措。
基于长期对全球储能产业发展的跟踪研究和储能产业的投资实践，华夏基石产业服务集团、黑铁基金及炎黄基石全球储能产业发展研究院《储能的中场赛事：进化与创新——中国新型储能产业发展白皮书（2023）》正式发布。从本期起，我们将陆续推出“华夏储说”系列文章，供相关储能企业、投融资和研究机构，以及关心、支持储能产业发展的人士参考。
