硅碳负极在终端市场的应用和渗透率正逐渐加快。
近日,市场消息显示,vivo将推出应用新一代硅碳负极材料的蓝海电池,其能量密度比普通石墨负极电池高出约20%,比极限石墨负极电池高出约16%,该电池将由vivo S19系列手机搭载,宁德新能源供货。
硅基负极是电池领域中石墨负极的升级路线,相比于传统石墨负极能量密度大约372mAh/g,纯硅负极材料的理论能量密度可达4200mAh/g。
就硅基负极的技术路线来看,主要分为硅氧和硅碳两条路线。相比于早年的硅氧负极应用,2021年,在3C领域,小米11 Pro手机作为首款搭载硅氧负极的智能手机受到行业关注。
近年来,在产业链技术成熟下,硅基负极商用已逐渐转向硅碳。包括华为P60,荣耀magic5、vivo S19都开始应用硅碳负极材料。
在当前阶段,硅氧负极产业化虽然成熟,但是硅氧负极上限较低,其主要通过硅与氧化硅复合限制硅的体积变化,其循环性和倍率性较好,但是比容量相对较低,市场上的硅氧负极比容量多在1300mAh/g至1700mAh/g之间。
相比之下,硅碳负极利用石墨材料缓解硅在充放电中的体积变化,能量密度更高,比容量可以达到2000mAh/g甚至跟高。从中长期规划来看,尤其是在能量密度提升方面,硅碳负极更受终端应用的追捧。
从动力电池角度来看,与3C领域相比,动力电池对应了“小电池”到“大电池”的升级,同样作为未来发展的技术路线,硅基负极技术路线从硅氧到硅碳的转变,也在动力电池领域铺开。
首先,从产品上看,硅碳负极在下游的应用渗透率有所提高,相关的产品布局更加频繁。
今年5月份,国轩高科发布了星晨电池,其采用了自研的第二代硅碳材料,可实现5分钟充电350公里续航。
今年4月份,智己汽车推出的首个900V超快充半固态电池——光年半固态电池首搭智己L6,其采用新一代高比能硅碳负极,充电12分钟可实现续航400公里。
作为行业龙头,宁德时代的下一代旗舰产品凝聚态电池标配硅碳负极也鼓励材料厂商进行相应材料的研发生产。
其次,从技术上看,尽管硅碳负极相比硅氧工艺更为复杂,但是产业链成熟度正在提升。
杉杉股份新一代硅碳产品已送样头部锂电客户,在头部客户测试中保持领先,相关核心技术已获得美国、日本的专利授权。
基于产品的一致性,天目先导、璞泰来、胜华新材均重点布局了CVD法硅碳负极产线,可实现更低膨胀率和对应材料循环寿命显著提升。
此外,翔丰华开发的硅碳负极材料已处于客户测试阶段,具备产业化条件;硅宝科技已建成1000吨/年硅碳负极材料中试生产线,产品已进行大规模送样。
据市场数据统计,随着大圆柱、半固态电池等新产品带动硅碳负极放量提升,2026年硅碳负极需求量有望达到6-7万吨,对应市场空间180-210亿元。