2017-锂电技术革命系列报告：硅碳负极材料正在走向产业化_15页-2mb

报告摘要

硅碳负极材料产业化分析总结

核心内容

硅碳负极材料作为新型锂离子电池负极材料，具有显著的能量密度优势，但其产业化应用仍面临较高技术壁垒。相比传统石墨负极材料，硅碳负极的理论能量密度可达4200 mAh/g，是石墨的10倍以上，有助于提升电池容量和能量密度。然而，硅在充放电过程中会产生100%~300%的体积膨胀，导致材料粉末化，影响电池寿命。此外，硅的导电性较差，也会降低首次库伦效率，影响循环寿命。

尽管存在挑战，硅碳负极材料的应用前景广阔。目前，海外企业如松下和特斯拉已实现硅碳负极的商业化应用，而国内企业如杉杉股份、贝特瑞、国轩高科等也在积极推进硅碳负极的研发和生产。

主要观点

提升电池能量密度：硅碳负极材料具有比石墨更高的能量密度，是提高锂电性能的重要方向。
技术门槛高：硅碳负极材料在产业化过程中面临体积膨胀、导电性差等技术难题，需要进行纳米化、包覆、缓冲等改性处理。
海外已实现产业化：松下在2012年发布NCR18650C型号电池，采用硅碳负极材料，实现4000mAh容量。特斯拉也在Model3中采用含硅碳负极的电池，推动其在车用动力电池中的应用。
国内处于商业化初期：国内企业如贝特瑞、杉杉股份等已实现硅碳负极的初步量产，但整体市场渗透率仍较低。
市场空间预测：预计2020年硅碳负极材料市场空间约为50亿元，且行业集中度将非常高。

关键信息

行业数据

行业规模：2017年，锂电行业股票家数为33只，总市值约3942亿元，流通市值约2504亿元。
市场渗透率：2015年为0.76%，预计2020年将提升至15%。
市场空间：2015年市场空间为8.4亿元，预计2020年将达43.9亿元。

企业进展

杉杉股份：自2009年起研发硅碳负极材料，2017年有望实现4000吨/年的产能，负极业务在公司收入中占比超20%。
贝特瑞：2014年通过三星认证，当前产能为700吨/年，已具备产业化能力，是多家锂电池企业的供应商。
国轩高科：正在推进硅碳负极材料的产业化，计划2018年投产5000吨/年的硅碳负极项目，并加大研发投入。

技术挑战与解决方案

体积膨胀：硅碳负极在充放电过程中体积膨胀显著，需通过纳米化、表面包覆、惰性缓冲等方式解决。
导电性差：硅为半导体，导电性差，需与碳材料复合以提高导电性。
首次库伦效率低：硅碳负极在锂离子脱嵌过程中不可逆程度大，导致首次库伦效率降低，需优化材料结构以提升性能。

受益标的推荐

重点推荐：杉杉股份（600884）
推荐关注：国轩高科（002074）、中国宝安（贝特瑞）

风险提示

应用速度低于预期：硅碳负极材料的产业化进程可能受到技术、成本等因素影响，应用速度可能低于预期。

图表目录（摘要）

图1：中国汽车动力电池技术路线图
图2：硅碳负极的制备工艺
图3：硅碳负极膨胀导致电池材料粉末化
图4：硅碳负极对Li+源的消耗
图5：硅碳负极纳米化和包覆
图6：2015年全球锂电池负极材料消费结构
图7：硅碳负极市场空间预测
图8：新能源行业历史PEBand
图9：新能源行业历史PBBand

分析师信息

胡毅：招商证券电气设备新能源行业分析师，研究储能与新能源电池产业。
游家训：招商证券电气设备新能源行业首席分析师，浙江大学硕士。
赵智勇：招商证券电气设备新能源行业分析师，研究工控自动化与信息化产业。
陈术子：招商证券电气设备新能源行业分析师，上海交通大学硕士。

投资评级定义

公司短期评级：
- 强烈推荐：公司股价涨幅超基准指数20%以上
- 审慎推荐：公司股价涨幅超基准指数5-20%之间
- 中性：公司股价变动幅度相对基准指数介于±5%之间
- 回避：公司股价表现弱于基准指数5%以上
公司长期评级：
- A：公司长期竞争力高于行业平均水平
- B：公司长期竞争力与行业平均水平一致
- C：公司长期竞争力低于行业平均水平
行业投资评级：
- 推荐：行业基本面向好，行业指数将跑赢基准指数
- 中性：行业基本面稳定，行业指数跟随基准指数
- 回避：行业基本面向淡，行业指数将跑输基准指数