摘要：

風(fēng)·高能量密度電池，硅基負(fù)極材料體系列選

對(duì)電車而言，提升續(xù)航需要整車電耗低、電池包帶電量大。再受限于體積、質(zhì)量，通常也需要電池的質(zhì)量/體積能量密度高。更高的正極比容量、更高的負(fù)極比容量和更高的電池電壓（以及更少的輔助組元），是高能量密度電池的理論實(shí)現(xiàn)路徑。正極材料的比容量相對(duì)更低，性能提升對(duì)電池（單體）作用顯著；負(fù)極比容量提升對(duì)于電池能量密度提升仍有相當(dāng)程度作用。硅材料的理論比容量遠(yuǎn)高于（約10倍）已逼近性能極限的石墨，且對(duì)鋰電壓不高，有望成為高能量密度鋰電池的負(fù)極材料優(yōu)選。

語(yǔ)·硅碳負(fù)極科學(xué)研究進(jìn)展淺述與性能前瞻

在體現(xiàn)了優(yōu)異容量同時(shí)，硅基負(fù)極材料在嵌鋰過(guò)程中也表現(xiàn)出了非常明顯的本征體積變化，影響循環(huán)壽命；另一方面硅基負(fù)極還面臨著和電解液接觸、反應(yīng)，劣化電池性能的問(wèn)題。硅基負(fù)極衍生出了單質(zhì)硅-碳負(fù)極、硅氧化物-碳負(fù)極、低維硅材料、硅合金等技術(shù)路線，前兩者（籠統(tǒng)稱為硅碳負(fù)極）實(shí)用性較強(qiáng)。單質(zhì)硅-碳材料1500mAh/g比容量、1000次循環(huán)壽命和1C倍率的綜合性能具有一定程度可實(shí)現(xiàn)性；單質(zhì)硅-碳材料包覆改性有較大概率是單質(zhì)硅-碳負(fù)極材料的優(yōu)選合成方式。不失一般性，硅單質(zhì)-碳負(fù)極材料比容量更高，而硅氧化物-碳負(fù)極材料倍率性能更佳。

另外，硅基負(fù)極表面SEI膜的形成需消耗大量鋰源，硅氧化物-碳負(fù)極材料體系由于鋰硅氧化物的不可逆形成進(jìn)一步消耗鋰源，這使得硅基負(fù)極的首次效率顯著低于石墨。這一問(wèn)題的解決方式通常需要預(yù)鋰化。預(yù)鋰化手段可以對(duì)正極、負(fù)極分別加以實(shí)施。

黎明·下一個(gè)制高點(diǎn)，高性能硅碳負(fù)極的規(guī)?；?/span>

LG化學(xué)、三星、信越、村田、豐田、三菱、日立化成等日韓巨頭是主要的硅基負(fù)極材料技術(shù)專利申請(qǐng)單位。全球申請(qǐng)數(shù)排名前25的單位中，我國(guó)僅有寧德時(shí)代和國(guó)軒高科入圍；寧德時(shí)代、國(guó)軒高科、華為、中南大學(xué)、貝特瑞躋身全球申請(qǐng)數(shù)前50。松下為特斯拉提供的圓柱21700電池是硅碳負(fù)極在動(dòng)力電池-新能源汽車領(lǐng)域應(yīng)用的成功案例；我國(guó)企業(yè)貝特瑞、璞泰來(lái)（紫宸）、等不同程度進(jìn)行布局，產(chǎn)品性能相比石墨在比容量方面有優(yōu)勢(shì)。

我們估計(jì)，至2025年，硅碳負(fù)極性能相比于現(xiàn)在將有顯著提升；全球市場(chǎng)規(guī)模將在5萬(wàn)噸以上；市場(chǎng)空間將攀升至60億元以上。

風(fēng)·高能量密度電池，硅基負(fù)極材料體系列選

根據(jù)國(guó)標(biāo)《汽車和掛車類型的術(shù)語(yǔ)和定義》(GB/T/T 3730．1—2001)，汽車是由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，具有4個(gè)或4個(gè)以上車輪的非軌道承載的車輛?；诒憬?、舒適的交通需求，用戶（及社會(huì)）對(duì)汽車的關(guān)注點(diǎn)涉及多方面易量化和不易量化的內(nèi)容。

使用便捷性是絕大多數(shù)情況下用戶對(duì)汽車的接受底線和核心需求，可簡(jiǎn)明體現(xiàn)為汽車在某工況/工況組合下運(yùn)行的行駛時(shí)間和充能時(shí)間，及對(duì)應(yīng)的行駛路程。

不考慮路的影響而只從車的角度出發(fā)，行駛路程越長(zhǎng)（對(duì)應(yīng)續(xù)航能力）/行駛速度越快（對(duì)應(yīng)動(dòng)力性能），單次充能時(shí)間越短/充能時(shí)間占總時(shí)間的比例越?。▽?duì)應(yīng)充能能力），可認(rèn)為整車的使用便捷性越高；在充能不便的條件下，單次充能的行駛路程越長(zhǎng)，整車的使用便捷性越高。對(duì)電車而言，單次充能的行駛路程長(zhǎng)，需要整車電耗低、電池包帶電量大。再受限于體積、質(zhì)量，通常也需要電池的質(zhì)量/體積能量密度高。

對(duì)更高能量密度的動(dòng)力電池材料體系的追求隸屬底層科學(xué)范疇，一直吸引著研究與產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化的關(guān)注目光。在鋰離子電池商業(yè)化之前，鉛酸電池和鎳系（如鎳鎘、鎳氫）電池是二次電池的主要選擇。但20 世紀(jì)末-21 世紀(jì)初，以鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和多元金屬酸鋰為正極，以石墨為負(fù)極，配合電解質(zhì)（電解液）和隔膜制成的鋰離子電池（因使用電解液也稱為液態(tài)鋰離子電池）體現(xiàn)出了以更高能量密度為代表的，大幅超過(guò)原有二次電池的性能。

鋰離子電池中，不同正負(fù)極活性物質(zhì)的比容量和對(duì)鋰電壓不同，輔助組元的用量不同，多因素共同影響了電池的質(zhì)量能量密度（以Wh/kg計(jì)）：

E=U/[1/Qc+1/Qa+minact]

可以看出，更高的正極比容量、更高的負(fù)極比容量和更高的電池電壓（以及更少的輔助組元），是高能量密度電池的理論實(shí)現(xiàn)路徑。

商業(yè)化的正極材料比容量更低（~150-200mAh/g），所以正極材料的容量提升對(duì)電池（單體）能量密度提升作用顯著。三元正極材料（NCM、NCA）對(duì)磷酸鐵鋰的替代、三元正極材料高鎳化即屬此列（容量、電壓雙升），在此前我國(guó)的補(bǔ)貼政策傾斜下直接引領(lǐng)了技術(shù)路線變革。

另一方面，負(fù)極的容量提升對(duì)于電池能量密度提升仍有相當(dāng)程度作用。商業(yè)化的石墨負(fù)極容量在360mAh/g左右，已非常接近其理論比容量372mAh/g。與其相比，硅材料的理論比容量很高（高溫下形成Li22Si5，對(duì)應(yīng)容量4200 mAh/g；室溫下形成Li15Si4，對(duì)應(yīng)容量3579 mAh/g；如比較體積能量密度，則石墨為837mAh/cm3，Li15Si4為9786mAh/cm3），脫鋰電壓和其他負(fù)極材料相比也較低（~0.5V），僅略高于石墨，所以硅基材料有望成為高能量密度鋰電池的配套負(fù)極材料，搭配高鎳NCM/NCA正極以求獲得最佳效果。

在體現(xiàn)了優(yōu)異容量同時(shí)，硅基負(fù)極材料在嵌鋰過(guò)程中也表現(xiàn)出了非常明顯的本征體積變化（如單質(zhì)硅約300%，氧化亞硅約120%，遠(yuǎn)高于石墨的幾個(gè)百分點(diǎn)），影響循環(huán)壽命。所以，緩解硅基負(fù)極材料循環(huán)體積變化就是所有研究工作必須解決的問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上，硅基負(fù)極衍生出了單質(zhì)硅-碳負(fù)極、硅氧化物-碳負(fù)極、低維硅材料、硅合金等技術(shù)路線，其中前兩者（籠統(tǒng)稱為硅碳負(fù)極）是實(shí)用性較強(qiáng)的細(xì)分技術(shù)路線。

語(yǔ)·硅碳負(fù)極科學(xué)研究進(jìn)展淺述與性能前瞻

如前所述，依托單質(zhì)硅進(jìn)行負(fù)極材料構(gòu)建，硅的本征體積變化是其實(shí)際應(yīng)用的第一個(gè)難點(diǎn)。嵌鋰過(guò)程中約300%的體積膨脹結(jié)合脫鋰后的體積收縮，使得直徑較大的單質(zhì)硅顆粒在多次循環(huán)的過(guò)程中開裂、破碎，和導(dǎo)電劑的物理連接也遭到破壞，影響電池循環(huán)壽命。研究者同時(shí)發(fā)現(xiàn)，上述單質(zhì)硅顆粒的臨界尺寸約為150nm。所以，將硅材料納米化并采用多種手段和不同類型的碳材料（軟碳等）復(fù)合/構(gòu)建特殊結(jié)構(gòu)，力求緩沖循環(huán)過(guò)程中的體積變化，就是單質(zhì)硅-碳負(fù)極材料體系構(gòu)建的基本思路。

除了硅本征體積變化這一物理層面的挑戰(zhàn)之外，硅單質(zhì)還面臨著和電解液接觸、反應(yīng)，形成固體電解質(zhì)膜（SEI）的問(wèn)題。

和商用石墨負(fù)極常規(guī)循環(huán)過(guò)程中形成的SEI膜具備的致密、薄、規(guī)整的特征不同，硅單質(zhì)形成的SEI膜疏松、厚、不均勻、阻抗高，阻礙鋰離子擴(kuò)散。而且，硅單質(zhì)表面的SEI膜會(huì)在循環(huán)過(guò)程中多次脫落、再生成、沉積，消耗活性硅與材料體系中的鋰，嚴(yán)重劣化電池性能。所以，單質(zhì)硅-碳負(fù)極材料體系的構(gòu)建還需要綜合考慮基體、導(dǎo)電劑、粘接劑、配套電解液體系的理化性能，盡可能阻止/延緩SEI膜相關(guān)的負(fù)面作用產(chǎn)生/擴(kuò)大。

用于碳酸乙烯酯/碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯/碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯/碳酸甲乙酯等電解液的若干添加劑作用歸納于下表。

落實(shí)到材料性能，典型的研究成果歸納于下表。可以看出，單質(zhì)硅-碳材料1500mAh/g比容量、1000次循環(huán)壽命和1C倍率的綜合性能具有一定程度可實(shí)現(xiàn)性；單質(zhì)硅-碳材料包覆改性（通過(guò)球磨等粉體工藝、氣相沉積等新相生成工藝等加以實(shí)現(xiàn)）有較大概率是單質(zhì)硅-碳負(fù)極材料的優(yōu)選合成方式。

2、硅氧化物-碳負(fù)極：有所失，有所得

硅氧化物SiOx-碳負(fù)極是除硅單質(zhì)-碳負(fù)極外的又一個(gè)重要的硅碳負(fù)極類型。SiOx屬于無(wú)定型結(jié)構(gòu)，同時(shí)存在無(wú)定型 Si、無(wú)定型SiO2團(tuán)簇和SiO相間邊界層。通常認(rèn)為，氧化亞硅在首次電化學(xué)循環(huán)過(guò)程中發(fā)生如下反應(yīng)：

SiO + Li → 1/4 Li4SiO4+ 3/4 Si (不可逆) (1)

Si + Li ? Li3.75Si (可逆)  (2)

更細(xì)致的研究表明，氧化亞硅首次嵌鋰會(huì)依次經(jīng)歷SiO2組分連續(xù)鋰化、Si組分連續(xù)合金化、Li4SiO4分解并進(jìn)一步鋰化、鋰最終沉積等過(guò)程。隨鋰化程度增加，氧化亞硅的容量與首效逐步提升。

可見，實(shí)際上硅氧化物用于儲(chǔ)鋰的活性成分仍然是硅單質(zhì)。反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的Li2O可以充當(dāng)快離子通道；Li2O和Li4SiO4等鋰硅氧化物還可以緩沖循環(huán)過(guò)程中的體積變化，這有利于獲得較好的倍率性能和較高的循環(huán)壽命。但是，Li2O和Li4SiO4等鋰硅氧化物都是惰性相，這使得硅氧化物-碳負(fù)極的理論容量比硅單質(zhì)-碳負(fù)極的理論容量低，而且首次循環(huán)效率比硅單質(zhì)-碳負(fù)極的首次循環(huán)效率也低，更低于石墨（至Li4SiO4分解前，氧化亞硅的理論比容量為1480mAh/g，理論首效為70.9%），最終影響電池的能量密度。

硅氧化物-碳負(fù)極材料體系的構(gòu)建思路和硅單質(zhì)-碳負(fù)極材料體系的構(gòu)建思路相似度較高。以納米硅顆粒/氧化亞硅分別和炭黑復(fù)合并加入聚丙烯酸，后續(xù)涂布并制作紐扣電池進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試，得到的基本性能結(jié)論同樣是，硅單質(zhì)-碳負(fù)極材料比容量更高，而硅氧化物-碳負(fù)極材料倍率性能更佳。

如前所述，硅基負(fù)極表面SEI膜的形成需消耗大量鋰源，硅氧化物-碳負(fù)極材料體系由于鋰硅氧化物的不可逆形成進(jìn)一步消耗鋰源，這使得硅基負(fù)極的首次效率顯著低于石墨。這一問(wèn)題的解決方式通常需要預(yù)鋰化。預(yù)鋰化手段可以對(duì)正極、負(fù)極分別加以實(shí)施。

正極側(cè)，預(yù)鋰化要求較高的首圈儲(chǔ)鋰容量（通常在400mAh/g）以上。如特斯拉即開發(fā)了LCNO（鋰銅鎳氧）體系預(yù)鋰化添加劑，對(duì)NCA正極摻雜2%，實(shí)現(xiàn)了約2%的首效提升（特斯拉相關(guān)研究請(qǐng)參考系列深度報(bào)告）。

負(fù)極側(cè)，預(yù)鋰化的手段更加多樣。引入鋰箔、鋰粉、預(yù)鋰化添加劑，或以化學(xué)、電化學(xué)手段進(jìn)行預(yù)鋰化，均有一定積極作用，且首效提升幅度可能更高。

特斯拉將鋰粉預(yù)鋰化和干法硅碳負(fù)極工藝結(jié)合，由24.6g石墨、8.2g氧化亞硅、0.383g鋰金屬制成的干法負(fù)極材料相比于對(duì)照組的首效從73.9%提升至80.4%。

也有研究者開發(fā)出液相預(yù)鋰化工藝，將電池首效從不足40%直接提升至超過(guò)100%，且工藝適合工業(yè)生產(chǎn)。

預(yù)鋰化既是技術(shù)問(wèn)題，也是成本問(wèn)題。對(duì)硅碳負(fù)極而言，使用約50萬(wàn)元/噸的金屬鋰粉及其衍生體系進(jìn)行補(bǔ)鋰，也需要電極、電池性能非常具有吸引力。

綜上所述，硅碳負(fù)極材料在高容量方面體現(xiàn)出了相當(dāng)強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，但是壽命相比于“長(zhǎng)壽”的石墨負(fù)極仍有所不如，可以預(yù)期的循環(huán)壽命是1000次以上、容量保持率80%以上、倍率1C。所以，硅碳負(fù)極適合作為壽命同樣相對(duì)略短的高鎳三元正極（圖示單晶NCM811正極循環(huán)1100次，衰減程度和NCM622正極循環(huán)2400次接近；關(guān)于單晶NCM正極壽命的研究可參見報(bào)告數(shù)風(fēng)流人物，單晶NCM正極家族）的“搭檔”，生產(chǎn)循環(huán)壽命滿足常規(guī)使用需求，具備高能量密度的電池單體。

據(jù)中科院研究工作估計(jì)，使用硅基（硅碳）負(fù)極材料的鋰電池其質(zhì)量能量密度可提升8%以上，體積能量密度可提升10%以上，而且度電成本可減少至少3%。

我們估計(jì)，高鎳三元正極搭配硅碳負(fù)極，可生產(chǎn)容量150Ah以上，質(zhì)量能量密度280Wh/kg以上的方形電池單體；高鎳-硅碳體系一定程度上來(lái)說(shuō)是高能量密度電池的里程碑。

和很高的容量上限及實(shí)際容量預(yù)期、較高的單體能量密度預(yù)期相比，硅碳負(fù)極極限快充能力或相對(duì)有限，但也不至于成為顯著短板。有研究工作顯示，對(duì)外形尺寸264mm*92mm*12mm，容量57Ah（放電容量55Ah）的NCM811正極-硅碳負(fù)極軟包電池，其安全使用溫度上限為60oC，在室溫20oC環(huán)境下對(duì)應(yīng)最大充電倍率約1.64C。落實(shí)到整車電池包，以1.5C充電倍率、80kWh帶電量簡(jiǎn)單估算，對(duì)應(yīng)整車也可以適配120kW直流快充樁，滿足常規(guī)快充/基本滿足超級(jí)快充需求（關(guān)于快充和基礎(chǔ)設(shè)施的相關(guān)研究，可參考深度報(bào)告充電設(shè)施：新基建賦能，便捷性之夢(mèng)）。

我們預(yù)計(jì)，高鎳三元正極-硅碳負(fù)極大概率將是高能量密度電池單體/電池包對(duì)應(yīng)的重要技術(shù)路線；即使磷酸鐵鋰電池對(duì)應(yīng)的整車依托無(wú)模組電池技術(shù)獲得了相當(dāng)大幅度的工況續(xù)航提升并帶動(dòng)鐵鋰份額進(jìn)一步提升，高鎳三元正極-硅碳負(fù)極高能量密度電池仍然是純電動(dòng)車型的主流配置之一；如高鎳三元正極-硅碳負(fù)極高能量密度電池單體及電池包無(wú)模組化進(jìn)展均比較順利，則其還具備進(jìn)一步提升電池單體/系統(tǒng)能量密度，進(jìn)一步提升整車?yán)m(xù)航的潛力。

另外，在更注重體積能量密度的場(chǎng)合，硅碳負(fù)極也有可能成為高壓高壓實(shí)密度鈷酸鋰的“最佳搭檔”?？傊?，硅碳負(fù)極對(duì)能量密度的有效貢獻(xiàn)幾乎無(wú)可辯駁（關(guān)于動(dòng)力電池理論能量密度邊界，可參考研究報(bào)告電池科技前瞻系列報(bào)告之九：踏浪航遠(yuǎn)，云之彼端）。

黎明·下一個(gè)制高點(diǎn)，高性能硅碳負(fù)極的規(guī)?；?/span>

國(guó)內(nèi)外多個(gè)公司、高校、科研院所等對(duì)硅基負(fù)極材料體系進(jìn)行了技術(shù)布局，有關(guān)專利以硅碳復(fù)合材料體系為主。2010年初至2020年中，全球范圍內(nèi)已申請(qǐng)（剔除撤回）的硅基負(fù)極材料專利數(shù)量逾萬(wàn)。

從有關(guān)專利的公開趨勢(shì)而言，全球硅基負(fù)極材料技術(shù)專利公開數(shù)逐年增加，2019年接近3000項(xiàng)。

美國(guó)、中國(guó)、歐洲、韓國(guó)、日本集中了絕大多數(shù)硅基負(fù)極材料技術(shù)專利申請(qǐng)數(shù)。

LG化學(xué)、三星、信越、村田、豐田、三菱、日立化成等日韓巨頭是主要的硅基負(fù)極材料技術(shù)專利申請(qǐng)單位。全球申請(qǐng)數(shù)排名前25的單位中，我國(guó)僅有寧德時(shí)代和國(guó)軒高科入圍；寧德時(shí)代、國(guó)軒高科、華為、中南大學(xué)、貝特瑞躋身全球申請(qǐng)數(shù)前50。此外，ATL、中科院寧波材料所、浙江大學(xué)、上海交大、清華大學(xué)、比亞迪、杉杉等多個(gè)我國(guó)企業(yè)、高校、科研院所在硅碳負(fù)極方面有技術(shù)布局。

松下為特斯拉提供的圓柱21700電池是硅碳負(fù)極在動(dòng)力電池-新能源汽車領(lǐng)域應(yīng)用的成功案例。該電池質(zhì)量69g，最大能量17.5Wh，對(duì)應(yīng)容量4.78Ah；配套正極為高鎳含量鎳鈷鋁：NCA0.9-0.05-0.05；負(fù)極為含硅（3.5%）石墨，從掃描電鏡圖像及粒度分布統(tǒng)計(jì)來(lái)看，硅以微米晶形式存在，摻雜均勻性一般；隔膜為氧化鋁涂覆聚丙烯，基膜厚度10微米左右。

該21700電池單體的質(zhì)量能量密度為約254Wh/kg，體積能量密度為約722Wh/L。和Model S/X使用的18650電池相比，其質(zhì)量能量密度略有提升（+4.5%），而體積能量密度提升稍多（+6.8%）。該電池可支持特斯拉超級(jí)快充（部分SOC下快充倍率達(dá)到3C）。

我國(guó)企業(yè)貝特瑞在其官網(wǎng)給出了硅基（硅、氧化亞硅，復(fù)合體系中碳材料為主）負(fù)極材料的性能參數(shù)和對(duì)應(yīng)18650圓柱電池的性能參數(shù)；璞泰來(lái)（紫宸）給出了材料的性能參數(shù)；星城石墨、杉杉、正拓、斯諾等也有部分產(chǎn)品。

貝特瑞的硅基負(fù)極材料，硅/氧化亞硅最大容量分別達(dá)到650、500mAh/g；首效約90%。

其中S420-2A產(chǎn)品0.5C-1C循環(huán)的循環(huán)壽命約1000次。

將與S420-2A產(chǎn)品相近的S420-B產(chǎn)品搭配NCA正極，貝特瑞生產(chǎn)了容量為3200mAh的18650圓柱電池，0.5C-1C循環(huán)壽命約1200次，0.7C-1C循環(huán)壽命約1000次。

璞泰來(lái)的硅基負(fù)極材料，容量和貝特瑞產(chǎn)品類似，就官網(wǎng)信息來(lái)看首效、循環(huán)次數(shù)有所不如。

部分企業(yè)還推出了容量約1000mAh/g的產(chǎn)品，但首效、循環(huán)壽命、倍率性能等尚不盡如人意。專利方面披露的信息相對(duì)樂(lè)觀，如貝特瑞專利CN106159229A、CN106129411A、CN106816594A等，分別采用碳包覆納米硅、空心硅還原成相-多層包覆、碳包覆硅氧化物并預(yù)鋰化等手段，取得了容量1400mAh/g、首效85%以上、具有一定程度循環(huán)壽命的結(jié)果。

總之，硅碳負(fù)極已初步體現(xiàn)出了其容量方面的性能特色，并將逐步成為石墨負(fù)極材料在市場(chǎng)應(yīng)用方面的重要補(bǔ)充。

我們認(rèn)為，近期、遠(yuǎn)期，硅碳負(fù)極的在新能源汽車領(lǐng)域的應(yīng)用驅(qū)動(dòng)邏輯有所不同。

近期，先行者特斯拉的系列車型將是硅碳負(fù)極的主要載體，或有少量其他車企的車型也部分搭載。長(zhǎng)期（2025年），隨著技術(shù)的進(jìn)步、成本的降低，硅碳負(fù)極和高鎳正極的搭配將更加普遍，其規(guī)模與滲透率更多地反映在不同技術(shù)路線的共存與競(jìng)爭(zhēng)上。

2020-2021年，我們估計(jì)，NCA高鎳正極-硅碳負(fù)極動(dòng)力電池是特斯拉絕大多數(shù)產(chǎn)品的標(biāo)配；不失一般性，容量在500-550mAh/kg之間，單GWh用量約550-600噸，單價(jià)約13-14萬(wàn)元/噸。再考慮部分其他車企產(chǎn)品，市場(chǎng)空間綜合估計(jì)在30億元附近。

至2025年，謹(jǐn)慎起見假定全球新能源汽車銷量1100-1300萬(wàn)輛，對(duì)應(yīng)動(dòng)力電池約600GWh裝機(jī)、700GWh產(chǎn)量；700GWh動(dòng)力電池中含約250GWh磷酸鐵鋰、150GWh中高鎳三元、300GWh高鎳（NCM/NCA）三元。假定高鎳三元-硅碳負(fù)極電池在300GWh高鎳三元電池中滲透率達(dá)到1/3，且硅碳負(fù)極容量達(dá)到700mAh/g，單GWh用量約430噸，單價(jià)約12萬(wàn)元/噸（負(fù)極層面高端產(chǎn)品硅碳、石墨基本“同容量同價(jià)”）。

據(jù)此我們估計(jì)，硅碳負(fù)極的市場(chǎng)空間將攀升至60億元以上。如補(bǔ)鋰技術(shù)進(jìn)展良好，單噸價(jià)值量提升、用量規(guī)模提升，則市場(chǎng)空間有攀升至100億元以上的可能。如果再考慮其在3C領(lǐng)域的規(guī)模應(yīng)用，則市場(chǎng)空間更大。同時(shí)，我們并不排除更高容量的硅碳負(fù)極、以及正負(fù)極預(yù)鋰化技術(shù)進(jìn)展超預(yù)期，拉動(dòng)價(jià)值量和規(guī)模均大幅提升的可能。

作為高能量密度電池單體/電池包對(duì)應(yīng)的重要技術(shù)路線對(duì)應(yīng)的負(fù)極材料候選者，和其出色的理論性能相比，當(dāng)前的硅碳負(fù)極產(chǎn)品還有很長(zhǎng)的技術(shù)進(jìn)步之路；和其廣闊的市場(chǎng)空間相比，我國(guó)企業(yè)當(dāng)前的硅碳負(fù)極規(guī)劃產(chǎn)能僅約萬(wàn)噸，也還有很大的規(guī)模擴(kuò)張空間。

負(fù)極硅碳，風(fēng)語(yǔ)黎明。

硅碳負(fù)極技術(shù)進(jìn)步不及預(yù)期，成本下降不及預(yù)期、電池綜合競(jìng)爭(zhēng)力不及預(yù)期；競(jìng)爭(zhēng)性路線技術(shù)進(jìn)步速度超預(yù)期、成本降幅超預(yù)期。