2025年锂电池行业硅碳负极专题：CVD技术利刃破局，2025年放量起航

CVD硅基负极路线实现突破，25年放量元年

负极：硅负极能量密度优势明显，为下一代负极发展方向

负极材料在电池中起储锂作用，对电池性能有直接影响，成本占比10%左右。锂电池负极是由活性物质、粘 结剂和添加剂制成糊状胶合剂后，涂抹在铜箔两侧，经过干燥、滚压制得，是锂电池储存锂的主体，锂离子 在充放电过程中嵌入与脱出负极。充电时正极锂被氧化为锂离子，通过隔膜到达负极，锂离子嵌入负极中。 放电时锂离子脱出负极，在正极被还原为锂。

人造石墨为当前主流路线，硅基负极为下一代负极发展方向。目前负极材料中应用最广的是人造石墨与天然 石墨两类，其中，人造石墨为当前主流路线，硅碳负极可提升电池能量密度，成为未来负极材料升级的方向。

硅负极材料能量密度优势明显：石墨的理论能量密度是372mAh/g，目前应用的石墨比容量已经接近极限。 而硅负极理论能量密度高达4200mAh/g，为目前已知的能用于负极材料理论比容最高的材料，能大大提升 单体电芯的容量。

硅负极解决膨胀问题后快充性能可明显改善：石墨是层状结构，快充容易产生析锂问题，硅负极材料不仅能 提高电池的能量密度，而且具有较低的脱嵌锂电位(~0.4V vs. Li/Li+)，略高于石墨(~0.05V vs. Li/Li+)，在 充电时可以避免表面的析锂现象，可以实现快速充放电。且硅电压平台高于石墨，充放电过程中硅表面不容 易析锂，提高电池安全性。

负极：硅材料易膨胀，导致循环寿命低、导电性差

硅材料的膨胀问题导致电池循环寿命低、导电性差：硅在脱嵌锂过程中体积会膨胀到原来的3倍以上，导致 活性物质在充放电循环过程中发生急剧粉化脱落，同时SEI膜无法稳定地存在，导致容量快速衰减，电池循 环性能较差。硅的低电导性限制其容量的充分利用；体积变化使活性物质与导电剂粘结剂接触差，导电性下 降；硅表面的SEI膜厚且不均匀，影响导电性与电池整体比能量。

硅基负极：硅碳及硅氧可一定程度解决硅膨胀问题

硅基材料与碳复合结构可提高循环性能和倍率性能。当前主要采用硅基材料纳米化以及与碳材料复合来解 决硅材料的上述问题，通过Si与石墨材料复合，利用石墨材料缓冲Si材料在循环过程中的体积变化，提高 了硅负极材料的循环性能和倍率性能。

硅氧负极可以一定程度上解决膨胀问题，但是首效较低。硅氧是在材料的嵌锂脱锂过程中，其中的SiOx与 Li先发生反应生产单质硅，通过化学反应使单质硅粒径达到了5nm以下，解决了膨胀问题，但是形成Li2O 和锂硅酸盐的过程消耗大量锂离子导致材料首效很低，通常可以通过预锂化缓解。

硅碳负极：CVD路线性能优，工艺逐步成熟，发展潜力较大

CVD法硅碳负极发展潜力较大，我们预计成为下一代硅碳主流路线。气相沉积硅碳负极核心是通过多孔碳 骨架来储硅，并通过多孔碳内部的空隙来缓冲硅嵌锂过程中的体积膨胀，因此膨胀率低，循环优异，并且 碳骨架本身密度小质量轻，使得材料能量密度高。并且，CVD气相沉积硅所需生产流程短，随着未来硅烷 价格的下降、硅烷利用率的提升和气相沉积设备的放大，理论成本可以进一步降低。当前主流动力及消费 电池龙头均在搭理推进CVD法路线，我们预计将成为后续主流。

球磨法硅碳负极循环性能较差，硅氧负极首效较低，CVD法硅碳负极性能领先。机械球磨法如果能将硅颗 粒研磨至20nm以下且不团聚，就能极大程度上地解决硅负极膨胀的问题，但实际难以降低至100nm以下， 且即使能制备20nm以下的纳米硅，也很难保证其不团聚。硅氧负极形成Li2O和锂硅酸盐的过程消耗大量 锂离子，首效仅为75%左右，大幅低于石墨的95%，通过预锂化解决后硅氧负极整体的成本会提升至接近 100万元/吨，性价比较低。

需求：消费市场率先应用CVD硅碳，多款主打机型配套

3C市场率先使用，手机众多高端机型配套硅碳负极，掺杂比例5-10%。此前消费电池使用硅碳负极以硅氧 负极为主，主要应用于海外电动工具市场；随着CVD硅碳负极技术逐步成熟，24年起在高端手机机型上大 规模应用，荣耀、华为、VIVO、OPPO等主打机型均配套硅碳负极，我们预计，25年渗透率预计进一步提 升至25%+，且后续笔电、Ipad等领域有望逐步配套。目前硅碳负极掺杂比例为5-10%，未来有望提升至 10%+。

空间：固态电池打开硅碳负极应用空间，30年预计1.5万吨

半固态先行，24年开启放量，全固态预计30年后放量。半固态电池23年起开始产业化，但技术、产品仍不成熟，我们 预计24年出货量1-2GWh，25年预计5GWh，30年超100GWh，渗透率提升至2-3%；全固态电池预计27年小批量装 车，以示范运营为主，出货量0.5GWh，30年预计开启产业化，出货量预计3GWh，随着规模效应释放，成本持续下降， 35年出货量有望突破300GWh。

负极向高性能迭代，短中期向硅基负极发展，2030年硅碳负极需求预计1.5万吨。锂电池负极材料目前以石墨为主，具 有高电导率和高稳定性等优势，但已接近理论比容量(372mAh/g)。硅基负极理论比容量高(4200mAh/g)，但存在体积 膨胀(380%)、导电性差和SEI膜不稳定的问题，多与石墨掺杂应用。整体看，负极液态向硅碳负极发展，尤其CVD法迎 来突破，考虑半固态电池中添加比例提升至15%，预计2030年需求达1.5万吨。

CVD法成本下降打开空间，带动产业链需求放量

产品：主流负极公司逐步推进，行业内新玩家较多

硅碳材料行业当前以硅氧产能为主，贝特瑞份额领先。传统的负极企业如贝特瑞，杉杉股份等硅碳负极均 有布局，初期出货以硅氧负极为主，其中贝特瑞出货0.3万吨以上，主供海外电动工具市场，全球份额领 先，此外日韩昭和电工、大洲电子等也有较多出货；

CVD路线产能规划中，24-25年逐步落地。新进入硅碳负极产业的公司主要布局CVD法硅碳负极，如致德 新能源、天目先导等进展较快，24年开始大规模量产，当前产能达百吨级；璞泰来等传统负极厂商率先突 破消费电池市场，贝特瑞等研发跟进中。海外美国Group 14进展领先，具备120吨产能。

工艺：CVD路线逐步成熟，生产流程短、设备少

CVD硅碳负极的工作流程短，核心为流化床沉积纳米硅环节。气相沉积硅碳核心是通过低成本生产一种多孔 碳骨架来储硅，生产过程中，需要将硅颗粒与适当的液体或气体混合，在流化床中形成悬浮液体或气体。通 过调整流体的流动速度和温度，使硅颗粒在床层中均匀分布，并实现对硅颗粒的包覆。在包覆过程中，通过 控制反应条件，使硅颗粒与包覆材料发生化学反应，形成稳定的硅碳复合结构。

技术：性能依赖于多孔碳选型、CVD设备及工艺控制

碳骨架的制备及选型直接决定硅碳负极性能。不同场景下的碳骨架孔径、孔容、孔隙率要求均不一样，性能 差异极大，需要专业的电芯设计人员配合才能完成开发。理解多孔碳在硅碳材料和全电池中的性能表现决定 了公司研发的准确度和效率。以兰溪致德的专利为例，碳骨架的原料、孔容、生产方式等对于电池极片性能 影响较大，孔基体的孔容越小，所得硅基复合材料的硅含量越低，其容量和首效相对较低，但是极片膨胀率 极低，容量保持率很高。

成本：CVD法性价比高，远期售价有望降至20万/吨

当前硅碳负极售价40万/吨+，主要系多孔碳占成本比例较高、设备较小。当前多孔碳以树脂法生产为主，整 体成本较高，当前售价30万/吨左右，占总成本占比40%+，且当前设备以20kg为主，单台设备50万+，对 应2吨左右产能，单位投资较高。当前CVD法硅碳负极售价低于预锂硅氧负极，且性能更好，膨胀性能、首 效等全面领先，有望逐步替代传统硅碳负极及硅氧负极。

远期看，多孔碳成本下降至15万元/吨以内，硅碳负极售价有希望降至20万元/吨以内，电池成本提升可控。 后续随着100kg设备大规模应用，且多孔碳实现原材料降本，硅碳负极售价有望降至20万/吨以内，按10% 添加比例计算，对应单吨负极成本提升不足2万元，电池成本提升0.015元/wh以内，整体成本可控，性价比 进一步提升。

预计30年硅碳负极需求达8万吨，产业链充分受益

空间：预计2030年硅碳负极全球市场空间达130亿

主材：预计2030年全球硅碳负极需求达8万吨，对应全球市场空间约130亿元，多孔碳对应4万吨需求，按 照价格降至13万元/吨左右计算，对应50亿元市场空间，硅烷预计对应4万吨需求，对应16亿元市场空间。 添加剂：单壁碳管粉体添加比例预计达0.2%左右，2030年对应1300吨+需求，对应34万吨浆料；PAA添 加比例由1%提升至2-3%，按照2.5%计算，预计2030年对应1.7万吨需求。

天目先导：背靠中科院物理所，CVD硅碳产能推进中

背靠中科院物理所，实现硅碳负极产业化量产。1996年，中科院物理所“中国锂电池之父”陈立泉院士、 李泓研究员率先在全球开展纳米硅基负极材料的研究，实施了材料组与结构的专利布局。2013年团队完 成纳米硅基负极材料的小试放大，为中试生产奠定了基础。2017年具备产业化能力后，天目先导成立， 企业致力于硅基负极材料的规模生产及应用。

与硅烷科技合作，产能建设推进中。公司初期建设年产2000吨锂离子电池高端硅负极材料中试线，后续计 划总投资30亿元，规划产能6万吨。项目分两期建设，其中一期规划占地150亩，投资6亿元，一期工程完 工后可实现年产1万吨高端纳米硅基电池负极材料；二期工程投产达效后，年产能可达5万吨，产值150亿 元。硅烷气方面，公司与硅烷科技合作顺利，供货量逐步增加。

日播时尚：收购茵地乐，布局PAA板块

茵地乐为国内PAA龙头厂商，日播时尚拟控股71%股权。1998年，茵地乐研发部门前身（中科院成都有机化学研 究所聚合物固态电解质项目组）针对粘合剂产品开发了“一体化”PAA类粘合剂，是行业首家主营PAA类锂电水性 粘结剂的企业。日播时尚24年10月发布预案拟通过发行股份及支付现金的方式购买茵地乐71%股权，茵地乐23年实 现营业收入5亿元，净利1.6亿元，24年上半年净利0.76亿元，全年预计净利持平左右。

背靠负极龙头璞泰来，产能规划领先：茵地乐公司拥有四川眉山和新津两大生产基地，2023年底已具备年产60000 吨级多系列锂电池专用粘结剂生产规模，PAA产品已成功导入众多主流客户。面向高速发展的锂电粘结剂市场，茵 地乐已实施了在彭山工厂二期20万吨的产能建设项目，为海内外客户市场需求的增长做好了准备。璞泰来参股茵地 乐，布局PAA粘结剂，持股26%，有望与负极业务形成协同效应，茵地乐与璞泰来联合开发的水性粘结剂在粘力、 用量等方面竞争优势显著，有效提升璞泰来在隔膜涂覆和负极领域产品竞争力。

报告节选：

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）