《科創(chuàng)板日報》（上海，研究員 何律衡）訊，本周五（26日），小米手機宣布，小米11Ultra首發(fā)超級快充硅氧負極電池。小米方面表示，小米率先將新能源汽車的電池技術(shù)應(yīng)用于手機，通過負極增加納米級硅材料，帶來10倍于石墨的理論克容量。

去年以來，以蘋果為代表的消費電子大廠，大舉進軍造車領(lǐng)域，在這其中，小米雖然近期才正式官宣造車，但所受關(guān)注并不比競爭對手低。就在硅氧負極電池發(fā)布當天，小米與長城汽車聯(lián)手造車的傳聞一度使其股價大幅波動。

需要指出的是，此次雖然僅是將新能源汽車充電技術(shù)應(yīng)用至手機上，但從某一程度上，也讓小米秀出了“肌肉”，證明其在電動車技術(shù)核心領(lǐng)域——鋰電池早有儲備。

硅基負極再成技術(shù)核心 硅氧、碳硅區(qū)別在哪？

根據(jù)小米方面的介紹，該快充技術(shù)的創(chuàng)新點在于負極增加納米級硅材料，大幅提高理論克容量，而這也是近年來，鋰電池行業(yè)技術(shù)革新的一大重要方向之一。對于投資者來說，硅基負極也并不陌生。

就在去年的特斯拉電池日前夕，特斯拉在官網(wǎng)劇透的硅納米線電池負極材，一度被認為是電池日的最大噱頭；今年1月，蔚來與廣汽前后腳發(fā)布的“150kwh固態(tài)電池包”以及“石墨烯電池”，其技術(shù)核心同樣基于硅基負極。

資料顯示，目前商業(yè)化負極材料主要為石墨類碳負極材料，其理論比容量僅372mAh/g，嚴重限制了動力鋰電池的進一步發(fā)展。硅基負極是理論性能最高的材料體系，理論比容量4200mAh/g，是石墨的11倍。

值得注意的是，從小米快充技術(shù)的命名——“硅氧負極”來看，雖然其本質(zhì)同樣為硅基負極，但其與特斯拉、蔚來、廣汽新技術(shù)中主要采用的“碳硅負極”，實則代表了硅基負極的兩種發(fā)展路徑。

據(jù)新時代證券分析師開文明2020年6月16日報告整理，硅基負極材料制備方法多，且較石墨的制備工藝更復(fù)雜，產(chǎn)品尚未達到標準化。目前，碳包覆氧化亞硅、納米硅碳是商業(yè)化程度最高的兩種硅基負極材料，兩者優(yōu)缺點對比如圖所示：

從商業(yè)化角度來看，目前較好的碳包覆氧化亞硅碳產(chǎn)品搭配石墨到450-500m Ah/g容量后使用，已經(jīng)可以做到在鋼殼電芯中循環(huán)1000-2000周，在軟包電芯中循環(huán)500-1000周。

對于納米硅碳，目前商業(yè)化的軟包電池和方形鋁殼電池對膨脹依然非常敏感，以致納米硅碳材料仍然較難使用在這類電池上。目前納米硅碳材料的主要應(yīng)用領(lǐng)域仍是在圓柱鋼殼電池中，以18650和21700型號為代表。

中國科學院成都有機化學研究所謝正偉博士去年3月接受行業(yè)媒體采訪時曾表示，碳硅負極的循環(huán)壽命還比較低，所以一般都用于3C電池。而硅氧負極則主要用于動力電池方面，目前貝特瑞、杉杉、特斯拉都是用硅氧負極。

兩者對比來看，謝正偉認為，兩種路線都有很前途，其中硅氧負極比容量高，作為電池性能比較適中，但碳硅負極的循環(huán)壽命能達到1000圈后，加上首次充放電效率強，也會很有前景。

硅基負極成電池性能突破關(guān)鍵 國內(nèi)龍頭已量產(chǎn)供貨

從整個硅基負極產(chǎn)業(yè)的發(fā)展勢頭來看，新時代證券上述報告指出，近年來隨著下游動力電池的行業(yè)對高能量密度負極材料需求的增長，硅基負極材料未來將快速增長。

根據(jù)高工鋰電預(yù)測，到2022年硅基負極材料需求量將達到2.2萬噸，2019-2022年年復(fù)合增長率高達 80%。當前穩(wěn)定量產(chǎn)硅基負極價格介于10-12萬元/噸，價格按照5%年降計算 ，到2022 年，硅基負極材料市場空間有望超20億。

中金公司分析師李璇2020年9月8日報告則認為，硅基負極是動力電池性能提升的重要材料之一，但其核心技術(shù)難點在于控制硅材料膨脹對結(jié)構(gòu)的損壞，以及技術(shù)壁壘高、硅納米化成本高、產(chǎn)業(yè)化程度低等缺點。

需要指出的是，硅碳負極材料在我國的發(fā)展尚處于初級階段，實際應(yīng)用還比較小眾，市場總體產(chǎn)量較小。根據(jù)高工產(chǎn)研統(tǒng)計，2019年我國硅基（包括硅碳和硅氧）負極材料出貨量僅3700噸，在負極材料中的滲透率約1.4%。

公司層面來看，根據(jù)高工鋰電調(diào)研，國內(nèi)能夠量產(chǎn)的企業(yè)不超過3家。其中只有貝特瑞能夠大批量供貨，且已進入了松下的供應(yīng)鏈，間接供應(yīng)特斯拉。

國內(nèi)其他廠商處于研發(fā)或者小批量量產(chǎn)階段：杉杉股份硅碳負極產(chǎn)品實現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn)供貨，2017年底產(chǎn)能約4000噸/年；正拓能源2017年實現(xiàn)量產(chǎn)，產(chǎn)能4000噸/年；斯諾2017年硅碳負極材料實現(xiàn)小批量供貨。

另據(jù)中金公司上述報告分析，硅基負極是動力電池能量密度提升的關(guān)鍵材料，預(yù)計未來在電動車領(lǐng)域的應(yīng)用有望穩(wěn)步提升。建議關(guān)注兩條主線：

1）有能力推進硅材料負極發(fā)展，并獲得市場份額的龍頭公司。關(guān)注：杉杉股份、璞泰來；2）硅碳負極電池規(guī)模應(yīng)用的配套材料，高電壓電解液與添加劑。推薦：新宙邦；提高機械性能與電導(dǎo)率的碳納米管。關(guān)注：天奈科技。

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