万吨级规模落地 硅碳负极产业化来临

在高镍三元渗透率快速提升的背景下，市场对于硅负极材料的需求也“水涨船高”，相关项目投资也不断呈现指数级跳跃。

11月10日，硅宝科技发布公告称，公司计划投资5.6亿元在四川彭山经开区建设1万吨/年锂电池用硅碳负极材料项目、4万吨/年专用粘合剂生产基地和锂电材料研发中心。

据电池中国了解，硅宝科技在2019年已经建成50吨/年硅碳负极材料中试生产线，产品已通过数家电池厂商测评并实现小批量供货，亟待产业化规模生产。

事实上，据行业机构统计，2020年我国硅负极材料的出货量仅有0.9万吨，占整体负极材料出货的比例仅有2%。

从50吨到1万吨，这个跳跃属实有点夸张。这一方面表明硅宝科技对其硅碳负极材料技术胸有成竹;另一方面也预示着作为负极材料下一代技术的硅负极，即将迎来大规模的产业化应用，具备相关技术的企业，已经积极进行市场布局，希望在新赛道中掌握主动权。

电池、车企争相在高端产品应用硅负极产品

实际上，进入2021年，硅负极率先在电池领域打响技术炫技“第一枪”。

今年1月8日，国轩高科对外发布了能量密度高达210Wh/kg的磷酸铁锂产品，据国轩高科介绍，公司在磷酸铁锂化学体系中首次成功应用了硅负极材料，实现了其能量密度大幅提升。

紧接着第二天，也即1月9日，蔚来汽车对外发布了一款单体能量密度达360Wh/kg的150kWh半固态电池。蔚来汽车透露，该款电池正极材料使用了超高镍材料，负极使用了“无机预锂化硅碳负极”，搭载该款电池的车型，续航里程可超过1000km。

同在1月，智己汽车发布的首款车型，新车将搭载上汽与宁德时代共同开发的电池，首次采用“掺硅补锂电芯”技术，单体能量密度达300Wh/kg，并可做到20万公里零衰减(NEDC工况)。

4月，广汽正式对外发布了基于海绵硅负极电池技术的电池产品。广汽宣称，使用该技术的单体电芯，同等电量下体积可减少20%、重量可减轻14%，电芯能量密度超过280Wh/Kg。

据外媒报道，特斯拉也已经将硅碳负极应用于Model 3相关电池，并且计划在4680电芯中大规模应用硅碳负极材料。近日，特斯拉收购了美国电池初创公司SiILion，后者最重要的专利之一“包含硅颗粒的大型电池负极”，现在已转移到特斯拉名下。

可以看出，车企在追求更高续航、更高性能的趋势下，已经开始大胆尝试在新车型中应用硅负极材料。

电池企业方面，除了前面提到的国轩高科，包括宁德时代、三星SDI、SKI、星恒电源、力神电池等企业也已开始小规模测试或导入硅碳负极材料，通过在石墨负极材料中“掺杂”或小比例添加，来改善和提高电池的各方面性能。

比如，根据宁德时代的规划，其将在第二代NCM811高镍电池中加入硅碳负极，制造能量密度高于300Wh/kg的高镍电池产品;三星SDI今年将推出含硅量7%的硅负极电池，并计划到2024年推出硅含量10%左右的电池产品。

数据显示，硅材料的理论克容量高达4200mAh/g，远高于石墨材料的372mAh/g，是目前已知能用于负极的材料中理论克容量最高的材料。因其比容量大，能极大提高锂电池的能量密度，硅材料被认为是新一代负极材料的发展方向。

多家企业着手布局 或将加快硅负极产业化进程

从前述数据可以看出，2020年国内硅负极材料出货量尚不足1万吨，占比也仅有2%。一方面因其成本比较高;另一方面也因其较多技术难题需要攻克。

不过，因市场需求驱动和相关技术的突破，不少企业的硅碳负极产能布局也提上日程。

此前硅宝科技仅有50吨/年的硅碳负极中试产线。据硅宝科技透露，其中试线产品已通过四川省经信厅成果鉴定，鉴定结果为国际先进水平，并通过多家电池厂商测评且已开始小批量供货。

基于此，公司需要将技术和产能迅速落地，投资建设万吨级规模的硅碳负极材料产线。

今年3月，电解液溶剂龙头石大胜华发布公告称，拟在山东东营市建设1000吨/年硅碳负极材料项目，生产技术来自美国HICO公司，石大胜华称已与技术提供方达成初步协议。对于涉足负极材料，石大胜华表示，对于硅碳负极材料的建设，是对新材料领域的延伸，充分发挥公司在锂离子电池材料领域的优势，与现有业务一起，更好地服务下游客户。

另外，资料显示，国内负极材料头部企业贝特瑞已经建成年产3000吨硅负极材料，并批量供应海外客户;天目先导其硅负极材料目前年产能在2000吨左右;壹金新能源技术其年产5000吨硅基负极材料项目也正按计划推进中。

此外，包括杉杉股份、璞泰来、中科电气、翔丰华、国民技术等多家企业也已经布局或相关产品已经进入中试、批量生产阶段。

在主流车企示范推广应用下，以及电池企业在高能量密度电池产品研发上的持续推进，硅碳负极材料的产业化进程将加快，预计接下来几年会不断提速，而伴随着大规模产能的释放，硅负极材料的成本也将快速下降，技术也将持续迭代优化。

文章作者：方倾燃