续航里程是新能源车发展的痛点之一，能量密度是制约续航里程的最关键因素。电池能量密度受正负极比容量影响，目前三元正极已经迭代至8系，甚至9系，模拟计算表明, 在当前正极材料基础上提升负极材料的比容量对提高整个电池的能量密度仍然有较大贡献。天风研究推出【硅碳负极·问答系列】，电新孙潇雅团队针对四大热点问题进行了解答。![]()
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高比能（续航）、强快充。硅负极的理论克容量是石墨10倍，从结构看，硅负极快充性能优于石墨。目前主流负极企业比容量可做到料急需升级，硅材料理论比容量达 4200mAh/g，是石墨的10倍以上。锂离子电池充电的时候，锂离子向负极迁移，快充电芯实际上重要的技术难点为锂离子在负极的嵌入问题。硅从各个方向提供锂离子嵌入和脱出的通道，而石墨只能从层状的端面方向提供锂离子嵌入和脱出的通道，因此硅负极快充性能更优。资料来源：中科电气定增募集说明书、贝特瑞公开发行说明书、石墨邦、天风证券研究所
硅负极应用场景：消费电子、小动力、高端乘用车。手机电池掺硅趋势明显，比例在5-10%，不局限于高端机型。电动工具锂电池头部供应商表示，根据客户对电池性能的需求，部分容量2500-2600mAh的高倍率圆柱电池有硅基负极应用需求，而容量上到3000-3350mAh及3500mAh的产品绝大部分必须用到硅基负极。民用无人机等对能量密度要求高故对硅负极有需求。硅负极在高端乘用车已展开应用，具体包括智己、奔驰、保时捷、特斯拉等。![]()
资料来源：石大胜华公众号、天风证券研究所
我们认为随着CVD工艺的推出，硅负极在消费电池已形成成熟化应用，动力处于放量前期。
需求侧：璞泰来表示硅碳负极产品已小批量供应下游消费电子客户，硅碳负极的中试产能已供不应求。
成本侧：目前CVD法硅碳（纯品）克容量约1800mAh/g，而人造石墨理论区间在310-360mAh/g，简单测算经济性的方式为容量平价，即硅碳和石墨单位克容量平价。根据鑫椤锂电，目前CVD硅碳售价高达75万/吨。根据隆众能源，2024年10月负极：中端产品主流价格1.9-2.9万元/吨，高端动力产品主流价格2.6-3.3元/吨，则硅碳负极较目前中端负极的容量价格平衡点在11-15万元/吨，高端动力容量价格平衡点在15-17万元/吨。
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资料来源：鑫椤资讯公众号、隆众能源公众号、东能钠新公众号、天风证券研究所
原材料是核心，多孔碳>硅烷气>流化床设备。硅碳负极成本拆分中，目前材料是大头，单吨成本在几万到几十万，设备规格扩大后，有规模化降本空间。1）多孔碳：当前在消费电池中用的高端树脂类多孔碳价格高达30-50万/吨；伴随千吨级产线投产，且材料厂商针对动力类需求开发的高性价比树脂多孔炭推广，我们认为2025年后多孔碳价格有望降至20万/吨以内。2）硅烷气：23年时硅烷价格高达25万/吨左右，24年以来随着硅烷新产能持续释放，光伏等核心需求增速下降，硅烷价格有望持续下降。设备：当前在用的流化床为20kg级对应单价约65万/台，大规格的设备有望逐步投入量产。大规格的设备投入量产有望持续推动设备规模化降本。投资逻辑：增量空间和格局为第一要义。首推增量空间弹性大且格局好的CNT-【天奈科技】（硅负极提升对单壁碳纳米管的需求，公司已有百吨订单）、建议关注PAA-【日播时尚】（PAA可有效控制硅膨胀，茵地乐23年国内市占率53%）；其次推荐增量大但格局仍需观察的硅碳环节-【璞泰来】（硅碳负极产品目前小批量供货消费电子客户，产能加快建设中），建议关注【贝特瑞】（老牌硅负极龙头，目前也在布局CVD法硅碳），建议关注多孔碳-【元力股份】、【圣泉集团】（主业稳步放量，看好树脂类多孔炭顺应硅碳产业趋势放量）；最后建议关注硅负极率先应用的消费电池公司【豪鹏科技】。
风险提示：电动车销量不及预期、硅负极研发不及预期、原材料价格下降不及预期、新技术迭代超预期、产能扩建不及预期
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