当前全固态电池量产节点临近，产业进程全面提速。

根据《固态电池2035+路线图》以及多家企业发布的规划，整体固态电池产业正朝着2027年左右上车、2030年实现大规模产业化的目标迈进。

应用方面，高端长续航车型和飞行汽车e-VTOL等方向对固态电池需求明确。

在之前的文章中，我们对固态电池全产业链、固态电池核心材料、固态电池硫化物核心技术路线材料进行了梳理。

全文重点对固态电池新一代负极材料硅基负极进行解析。

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01

固态电池负极材料概览

固态电池产业链与传统锂电池大致相似，最大区别在于原材料的迭代升级。

产业链关键变化环节为固态电解质＞新型负极＞新型正极。

负极材料负责在固态电池中充放电过程中存储和放出锂离子，对电池性能有直接影响，成本占比通常在10%左右。

从产业发展趋势来看，负极材料有望经历从石墨向硅基负极、含锂负极，最终升级为金属锂负极的演变过程。

目前石墨负极是现阶段锂电池采用的主流负极材料，应用最广的是人造石墨与天然石墨两类。由于其比容量的发挥已接近理论值（372mAh/g），因此需要开发新一代的负极材料。

硅碳负极可以提升电池能量密度，其高理论比容量和“高容量+高工作电压+低成本”的综合优势，有望成为下一代负极材料升级的方向。

资料来源：行行查

02

硅基负极材料行业概览

硅基负极材料是以硅为活性物质，通过与锂离子发生反应实现储能的电极材料，起着能量的储存与释放的作用。

硅基负极以高达4200mAh/g的理论比容量远超石墨类负极材料。

在合适的电解质和正极材料配合下，硅基负极材料具有较长的循环寿命，且能够满足高功率密度电池的需求，有望在液态电池和固态电池中逐步渗透。

固态电池商业化路线图：

资料来源：《Challenges and opportunities of practical sulfide-based all-solid-state batteries》（Ren, DS 等）

硅基负极材料产业链上游原材料包括石墨、二氧化硅、硅合金、碳源气、锂盐等；中游环节聚焦于硅基负极材料本身；下游硅基负极材料广泛应用于动力电池、储能电池和消费电池等。

在下游应用环节，目前已经在多个场景逐步开启规模级应用。

下游动力电池领域，自2023年下半年起，“负极掺硅”高性能动力电池在装车应用方面持续受到关注。

国内宁德时代、亿纬锂能、中创新航、蜂巢能源、国轩高科、欣旺达、比克电池、力池等头部电池企业已经在硅基负极材料领域进行布局。例如，宁德时代的凝聚态电池、国轩高科的星晨大圆柱电池等负极均应用了硅碳材料。车企蔚来、智己、埃安等知名汽车品牌已开始为其旗下车型配备硅基负极动力电池。

国际市场方面，奔驰电动大 G 已采用 Sila 生产的硅基负极电池，保时捷与美国Group14达成硅基负极供货协议，特斯拉4680大圆柱电池中硅基负极是其重要组成部分。

03

硅基负极材料产业化应用技术路线

从技术趋势看，硅氧碳和硅碳类硅基负极是目前硅基负极材料得到产业化应用的技术路线。

当前硅基负极产能以硅氧及球磨法硅碳为主。

从中长期提升能量密度的角度来看，材料厂商更倾向于发展硅碳负极，尤其是采用化学气相沉积法（CVD）制备的硅碳材料。

化学气相沉积法（CVD）硅碳路线性能优，工艺逐步成熟，发展潜力较大。

气相沉积硅碳负极核心是通过多孔碳骨架来储硅，并通过多孔碳内部的空隙来缓冲硅嵌锂过程中的体积膨胀。

CVD法产能规划中，海外Group14已量产，天目先导、兰溪致德等初创公司具备百吨级产能，贝特瑞、璞泰来等传统负极公司陆续跟进。

硅基负极材料市场竞争格局

据EVTank数据，锂电负极材料市场呈现出高度集中的市场格局，份额主要集中在头部企业。

国外硅基负极相关企业主要包括日本信越化学、韩国大洲、美国Group14等。

国内出货量排名靠前的厂商包括贝特瑞、杉杉股份、江西紫宸（璞泰来子公司）和中科星城（中科电气子公司）、尚太科技、翔丰华等。

此外，石大胜华、道氏技术以及近年来涌现出的广东东岛、河北坤天、金汇能、碳一、青岛科硕等厂商，在负极材料生产方面也取得突破。

根据公开整理，多家企业已布局千吨级以上硅基负极产能，并在客户处测试和验证，有望逐步走向产业化，在液态和固态电池中得到应用。

公开资料显示，贝特瑞是国内最早量产硅基负极材料的企业之一，其新一代硅基负极产品已于2024年成功导入国际头部客户供应链，实现了在国内外“46”系列大圆柱项目中的全面突破；贝特瑞布局硅碳、硅氧及新型气相硅三条技术路线，新型气相沉积法硅碳产品获全球多家主流动力客户认可，快充型硅碳负极通过领先3C电池厂商测试，已固态电池等领域小批量应用；翔丰华已与清陶能源签署战略合作协议，共同研发固态/半固态电池高比容负极材料。

杉杉在锂电材料产品涵盖正极材料、负极材料等多个领域，其中负极材料硅氧产品已批量供应海外客户且在测试中表现优秀；璞泰来正在加快推进安徽芜湖硅基负极项目进度，预计2025年上半年首批硅碳负极产能有望建成投产；尚太科技硅碳负极材料是重点研发方向之一，目前有三款成熟产品问世，已经向部分客户开始送样，硅碳负极材料产品主要采用气相沉积技术路线，围绕多孔碳制备、设备选型进行深入研究；中科电气硅基负极目前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。

此外，国内厂商国轩高科、凯金能源、硅宝科技、天目先导、兰溪致德、道氏技术等均在积极建设硅基负极材料产能。

整体硅基负极材料方面来看，由于行业存在较高的技术壁垒，当前量产厂商数量相对较少，多数厂商仍处于中试阶段。

在配套辅材环节硅碳负极厂商、上游多孔碳及配套硅碳负极使用的辅材如单壁碳纳米管、PAA等都配套辅材环节有望同步提升。

多孔碳技术壁垒较高，性能直接影响硅碳负极；硅烷价格快速下降，带动硅碳负极成本下降超预期；硅碳负极需配套单壁碳管，提升导电性能。公开资料显示，天奈科技、元力股份、鹿山新材、信德新材，中科电气、圣泉集团、日播时尚、德福科技等在辅材环节都有布局。

此外，早前华为也公开了硅基负极材料的专利，该专利主要解决了硅基材料因膨胀效应过大导致电池循环性能低的问题，采用该发明制备的电池，在循环性能和膨胀率方面均有显著提升。该专利技术有望打破硅基负极材料在循环性能方面的瓶颈，推动硅基负极在固态电池领域的广泛应用。