2022年负极材料市场竞争格局及硅基负极需求空间分析报告（39页）.pdf

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1、2022 年深度行业分析研究报告 kYiXuZfZ8Z8VrUtVoX8OaObRtRpPoMmOlOoOtNiNoMpM8OrRwPNZrRzQvPtQmO目 录1、负极材料以人造石墨为主，技术迭代是行业主旋律2、负极材料市场空间广阔，国内形成“四大三小”竞争格局3、上游原材料成本增加叠加下游需求强劲推动中游负极材料价格上升4、硅基负极为未来重点发展方向5、建议关注公司与风险提示3n 锂离子电池主要由正极、负极、隔膜、电解液、电池外壳组成。正极活性物质目前主要为三元和磷酸铁锂，负极活性物质为石墨或近似石墨结构的碳硅材料等，电解液为溶解有六氟磷酸锂的碳酸酯类溶剂或凝胶状聚合物电解液，电池外壳分

2、为钢壳（方型很少使用）、铝壳、镀镍铁壳（圆柱电池使用）、铝塑膜（软包装）、还有电池盖帽（正负极引出端）。n 锂离子电池的充放电过程，就是锂离子的嵌入和脱嵌过程。当对电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构，它有很多微孔，达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。当对电池进行放电时（即我们使用电池的过程），嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回正极。回正极的锂离子越多，放电容量越高。负极是锂离子电池重要组成部分资料来源：旺材锂电，百度百科，方正证券研究所整理图表1：钴酸锂离子电池原理图图表2：LiCoO2/C

3、电池充放电原理4反应类别反应类别反应原理反应原理充电电池反应LiCoO2+ C6Li1-xCo2O2+ LixC6充电正极反应LiCoO2Li1-xCo2O2+xLi+xe-充电负极反应C6+xLi+ xe-LixC6放电电池反应Li1-xCo2O2+ LixC6LiCoO2+ C6放电正极反应Li1-xCo2O2+xLi+xe- LiCoO2放电负极反应LixC6C6+xLi+ xe-n 负极材料是锂离子电池储存锂的主体，使锂离子在充放电过程中嵌入与脱出。负极材料一般分为碳系负极和非碳系负极，其中碳系负极可分为石墨、硬炭、软炭负极等。石墨又可分为人造石墨、天然石墨、复合石墨、中间相炭微球；非

4、碳系负极包括钛酸锂、锡类合金负极、硅基负极等。n 人造石墨为当前主流负极材料，硅基负极为未来发展方向。2000年之后，三菱化学主导研发改性天然石墨，2002年贝特瑞成功将其国产化；2005年，由日立成公司和JFE化学公司主导研发的人造石墨被上海杉杉成功国产化，人造石墨凭借较高性价比成为了当下主流材料。目前人造石墨克容量已接近理论克容量，提升空间小。伴随着市场对更高克容量需求的增长，具有更高理论容量的硅基负极成为了负极材料未来的主要发展方向。负极材料目前以人造石墨为主流，硅基为未来发展方向资料来源：凯金能源招股说明书，华经产业研究院，方正证券研究所整理图表3：锂电负极材料发展历程图表4：主要负极

5、材料分类5n 人造石墨材料具有高性价比。人造石墨具备首次效率高、使用寿命较长、结构稳定、成本低等优势，经过多年发展，相关技术和配套工艺已经成熟，成为目前应用最广泛、技术最成熟的负极材料，是负极行业目前的主流路线。负极材料以人造石墨为主，占锂离子电池总成本的比例控制在10%左右，通常小于15%。其他部分如正极材料占比在40%以上，电解液为10%20%，隔膜为20%30%。n 硅基负极材料理论容量高，成为负极材料未来发展方向。由于石墨类负极材料克容量已经接近理论克容量，提升空间小，而硅基负极材料理论容量可高达4,000mAh/g，能够更好满足市场对更高比容量的需求，成为负极材料的主要研发方向之一，

6、但由于相关的技术及配套技术不成熟，成本高，充放电体积变形等问题，市场化进程缓慢。人造石墨具有高性价比，成为主要应用材料资料来源：贝特瑞年报，南墅石墨矿，旺财锂电，方正证券研究所整理图表5：核心指标及含义图表6：主要负极材料性能对比6指标指标介绍介绍克容量单位质量的活性物质所能够释放出的电量首次效率首周脱锂容量与嵌锂容量的比值，石墨负极在首周嵌锂的过程中电解液会发生分解，生成SEI膜，消耗的锂离子无法在后续充电时回到锂片负极，使得首次效率小于100%。循环寿命膨胀和循环寿命是正相关的关系，膨胀指石墨嵌锂过程中锂离子会嵌入石墨层间距里，导致层间距扩张、体积增大。这种膨胀部分是不可恢复的，会造成卷芯