圖片來源：馬里亞納鋰電，山西證券研究所
該負(fù)責(zé)人還表示，在此背景下，硅（Si）憑借其獨(dú)特的理化特性，成為負(fù)極材料迭代的關(guān)鍵突破方向。
其一，硅在常溫下與鋰合金化，理論比容量高達(dá)4200mAh/g，是目前石墨類負(fù)極材料的10倍以上。這一性能優(yōu)勢直接決定了其在高能量密度電池中的重要地位。
其二，硅元素在地殼中含量豐富，分布廣泛，為地殼質(zhì)量的25.8%，是地殼中儲(chǔ)量第二豐富的元素，無需擔(dān)憂原材料供應(yīng)的稀缺性問題，可以規(guī)避部分新材料資源壟斷的風(fēng)險(xiǎn)。
其三，硅具有比石墨略高的電位平臺(tái)（約0.4V，Li/Li+），安全性更優(yōu)。
其四，硅基負(fù)極材料的低溫性能比石墨優(yōu)良，在寒冷地區(qū)使用場景中表現(xiàn)更穩(wěn)定。
其五，能從各個(gè)方向提供鋰離子嵌入和脫出的通道，快充性能突出，契合當(dāng)前終端市場對(duì)補(bǔ)能效率的核心訴求。
從產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律看，當(dāng)一種材料同時(shí)具備性能優(yōu)勢、資源優(yōu)勢與應(yīng)用適配性時(shí)，其對(duì)傳統(tǒng)石墨材料的替代路徑已具備了高可行性的產(chǎn)業(yè)邏輯支撐。
而且，硅基負(fù)極對(duì)石墨的替代，并非簡單的技術(shù)升級(jí)，而是鋰電池從增量改進(jìn)到“存量革命”的重要轉(zhuǎn)折。
業(yè)內(nèi)資深人士分析，硅基負(fù)極的技術(shù)演進(jìn)并非一蹴而就，而是經(jīng)歷了多代工藝的迭代升級(jí)。從早期的研磨法硅碳復(fù)合材料，到中期的硅氧負(fù)極，再到當(dāng)前主流的化學(xué)氣相沉積（CVD）硅碳技術(shù)，每一代技術(shù)都在針對(duì)性解決前序方案的核心痛點(diǎn)。
WZ系列塊狀重組樹脂材料（圖片來源：物科金硅）
其中，硅基負(fù)極普遍存在膨脹率高、首效低、成本高的缺點(diǎn)。相比研磨法硅碳和硅氧材料，目前CVD硅碳已經(jīng)大幅改善膨脹和首效低的技術(shù)問題，通過石墨基摻硅碳復(fù)合技術(shù)方案，負(fù)極整體膨脹大幅降低，0.8V電壓下首圈庫侖效率達(dá)84%以上，總體上可以滿足動(dòng)力電池的商業(yè)化使用標(biāo)準(zhǔn)。
圖片來源:《化學(xué)氣相沉積法在鋰離子電池硅/碳負(fù)極中的應(yīng)用》成業(yè)等，山西證券研究所
當(dāng)前，技術(shù)痛點(diǎn)的緩解并未完全打通商業(yè)化路徑，成本高企仍是當(dāng)前制約硅基負(fù)極大規(guī)模應(yīng)用的核心瓶頸。數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前電池級(jí)硅碳負(fù)極的市場價(jià)格為40-70萬元/噸，而行業(yè)普遍認(rèn)為，其相較石墨負(fù)極的經(jīng)濟(jì)拐點(diǎn)需降至15-20萬元/噸。
這一價(jià)差背后，是設(shè)備折舊、原材料成本與工藝復(fù)雜度共同作用的結(jié)果。要實(shí)現(xiàn)硅基負(fù)極的規(guī)模化應(yīng)用，需從全產(chǎn)業(yè)鏈維度推動(dòng)成本下降，這不僅是技術(shù)問題，更是產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同與資源整合能力的考驗(yàn)，其進(jìn)展直接決定了硅基負(fù)極的商業(yè)化節(jié)奏。
物科金硅公司有關(guān)負(fù)責(zé)人稱，設(shè)備是硅基負(fù)極生產(chǎn)的核心資產(chǎn)，其產(chǎn)能規(guī)模與折舊成本直接影響產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)前主流的CVD設(shè)備為20kg級(jí)，單臺(tái)年產(chǎn)能約12噸，設(shè)備采購價(jià)大約為60萬元，產(chǎn)能分散、單位能耗高的問題較為突出。而技術(shù)前沿的百公斤級(jí)CVD設(shè)備已進(jìn)入量產(chǎn)驗(yàn)證階段，單線年產(chǎn)能提升至60噸，是傳統(tǒng)設(shè)備的5倍。設(shè)備升級(jí)不僅是工藝進(jìn)步的體現(xiàn)，更是硅基負(fù)極突破“成本魔咒”的基礎(chǔ)前提。
相較于設(shè)備端的漸進(jìn)式降本，材料端的優(yōu)化對(duì)硅碳負(fù)極成本的影響更為直接。
數(shù)據(jù)顯示，硅烷與多孔碳在硅碳負(fù)極原材料成本中的占比超70%，二者的價(jià)格波動(dòng)直接決定了硅基負(fù)極的“生死線”。
當(dāng)前，主流多孔碳按照原材料分為生物質(zhì)基（椰殼）和樹脂基（酚醛樹脂）。生物質(zhì)基多孔碳目前價(jià)格15萬/噸左右，而樹脂基多孔碳價(jià)格為40萬/噸左右。按照1噸硅碳需要0.5噸多孔碳測算，其多孔碳材料成本約7-20萬/噸。
硅烷來源包括特氣企業(yè)和光伏材料企業(yè)，其中光伏材料企業(yè)依托于顆粒硅生產(chǎn)，其硅烷現(xiàn)金成本可壓至4萬元以下，遠(yuǎn)低于特氣企業(yè)硅烷成本，且隨著顆粒硅產(chǎn)能擴(kuò)張（2025年全球預(yù)計(jì)超100萬噸），硅烷供應(yīng)量將激增，價(jià)格亦將進(jìn)一步下降。
在鋰電行業(yè)內(nèi)卷加劇的背景下，單一企業(yè)的技術(shù)優(yōu)勢已難以持續(xù)，產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同能力成為構(gòu)建成本護(hù)城河的關(guān)鍵。例如，物科金硅通過深度綁定關(guān)鍵材料供應(yīng)商，在硅基負(fù)極賽道形成了獨(dú)特的成本優(yōu)勢。
從硅烷供應(yīng)看，物科金硅在陜西榆林新建產(chǎn)能，直接采用顆粒硅賽道頭部企業(yè)天宏瑞科的硅烷氣，且雙方廠房距離極近，硅烷可通過管道直接運(yùn)輸，原材料成本優(yōu)勢可見一斑。該公司同時(shí)也是樹脂多孔碳頭部企業(yè)圣泉集團(tuán)在硅碳負(fù)極賽道布局投資的企業(yè)，在多孔碳新材料應(yīng)用、成本、保供方面也有優(yōu)勢。
圖片來源：GGII，東吳證券研究所測算
在硅基負(fù)極的產(chǎn)業(yè)浪潮中，資本的布局并非盲目追逐熱點(diǎn)，而是基于對(duì)技術(shù)趨勢、產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)律與企業(yè)競爭力的深度研判。以國科新能創(chuàng)投為例，其投資物科金硅，正是圍繞“產(chǎn)業(yè)研究驅(qū)動(dòng)、行業(yè)痛點(diǎn)入手、沿創(chuàng)新鏈布局”的投資策略展開的。
正如國科新能創(chuàng)投創(chuàng)始合伙人方建華所言，硅基負(fù)極的商業(yè)化是一個(gè)長期過程，從石墨負(fù)極的性能觸頂，到硅基材料的技術(shù)突破，再到降本路徑的逐步清晰，硅基負(fù)極已進(jìn)入新的窗口期。
方建華結(jié)合賽道特性分析，從投資視角來看，硅基負(fù)極的機(jī)遇并非局限于單一企業(yè)。這一賽道的競爭也將是技術(shù)、成本與產(chǎn)業(yè)鏈資源的綜合較量，貫穿設(shè)備、材料、下游應(yīng)用的全產(chǎn)業(yè)鏈。
“隨著百公斤級(jí)CVD設(shè)備的量產(chǎn)、顆粒硅產(chǎn)能的擴(kuò)張與多孔碳材料的降本，硅基負(fù)極的商業(yè)化步伐將進(jìn)一步加快。那些提前布局、深度協(xié)同的企業(yè)，有望成為行業(yè)的‘黑馬’，或?qū)⒅其囯姵刎?fù)極下一代革命。”從方建華的話語里，我們似乎已觸摸到硅基負(fù)極商業(yè)化的脈搏。
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