20170404-招商证券-锂电技术革命系列报告：硅碳负极材料正在走向产业化_14页_1mb

硅碳负极材料产业化分析总结

核心内容

硅碳负极材料作为锂离子电池的一种新型负极材料，具有显著的能量密度优势，其理论能量密度高达4200 mAh/g，是石墨负极（372 mAh/g）的10倍以上。因此，硅碳负极材料在提升电池容量和能量密度方面具有巨大潜力。然而，其在实际应用中面临较高的技术挑战，包括体积膨胀和导电性差等问题，限制了其大规模商业化应用。

主要观点

• 硅碳负极的优势

  • 能量密度显著高于石墨负极，有助于提升电池容量。
  • 有助于实现更高性能的锂电产品，是锂电技术革新的重要方向。

• 硅碳负极的挑战

  • 充放电过程中硅体积膨胀高达100%~300%，容易导致材料粉末化，影响电池寿命。
  • 硅的导电性较差，导致锂离子脱嵌过程中不可逆损失大，首次库伦效率低。

• 产业化进展

  • 海外：日本松下在2012年发布NCR18650C电池，采用硅碳负极实现高容量（4000 mAh），并在2013年实现量产。特斯拉也在Model 3中采用了含硅碳负极的电池，推动其在车用动力电池领域的规模化应用。
  • 国内：贝特瑞、杉杉股份等企业已实现硅碳负极的商业化生产，部分企业具备月产吨级规模。贝特瑞于2014年通过三星认证，杉杉股份自2009年开始研发，2017年有望实现4000吨/年的产能。

• 市场空间预测

  • 当前硅碳负极材料市场尚处于初期，预计到2020年，市场空间将达到约50亿元。
  • 市场渗透率将逐步提升，从2015年的0.76%增长至2020年的15%。
  • 由于技术门槛高，行业集中度将非常高，主要由具备核心技术的企业主导。

关键信息

1. 硅碳负极技术难点

• 体积膨胀问题：硅在充放电过程中膨胀严重，需通过纳米化、包覆等技术手段进行缓解。
• 导电性问题：硅为半导体，需与碳材料复合以提高导电性，减少锂离子脱嵌过程中的不可逆损失。

2. 产业化应用现状

• 海外：松下、特斯拉等企业已实现硅碳负极在动力电池中的规模化应用。
• 国内：贝特瑞、杉杉股份、国轩高科等企业已进入硅碳负极商业化生产阶段，部分企业具备量产能力。

3. 受益标的

• 重点推荐：杉杉股份（600884）
• 推荐关注：国轩高科（002074）、中国宝安（控股子公司贝特瑞）

4. 市场预测

5. 行业发展趋势

• 技术路线图：中国汽车动力电池技术路线图显示，未来几年电池能量密度将显著提升，硅碳负极材料的应用是实现该目标的关键路径之一。
• 行业集中度：由于技术壁垒较高，硅碳负极市场将逐渐向少数具备核心技术的企业集中。

风险提示

• 硅碳负极的应用速度可能低于预期。
• 技术研发与产业化落地存在不确定性。

投资评级

• 公司短期评级：根据未来6个月内股价表现，分为强烈推荐、审慎推荐、中性、回避。
• 公司长期评级：根据长期竞争力，分为A、B、C。
• 行业投资评级：根据行业基本面，分为推荐、中性、回避。

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，曾就职于国家电网公司上海市电力公司、中银国际证券。

结论

硅碳负极材料正逐步走向产业化应用，其在提升电池能量密度方面具有显著优势，但同时也面临体积膨胀、导电性差等技术挑战。目前，海外企业已实现硅碳负极在动力电池中的规模化应用，而国内企业如杉杉股份、贝特瑞、国轩高科等也已取得一定进展。随着技术进步和市场需求的增长，硅碳负极材料市场空间有望在未来几年显著扩大，成为锂电行业的重要发展方向。