【中信證券】矽基負極：4680電池引領需求，歷經蟄伏將迎爆發

隨著高單車帶電量車型的不斷推出及補能效率需求的提升，負極作為電池提升能量密度的“短板”問題日益突出。矽基負極材料作為理想的下一代負極材料，一方面，矽的比容量高達4200mAh/g，對提升電池能量密度有著至關重要的作用。產品端，4680大圓柱電池的量產，預計將從電池側開啟矽基負極市場的爆發式增長；技術端，隨著產品的反覆運算，體積膨脹、SEI膜持續生長等問題也將隨著材料改進及預鋰化等途徑解決。中信證券看好在相關產業佈局多年，在相關領域具備核心技術競爭力、成本控制力強的相關標的。

矽基負極：下一代負極材料，高比容量為核心優勢。

碳基材料是目前使用最為廣泛的負極材料，其理論比容量為372mAh/g，而矽的比容量高達4200mAh/g，是碳基材料的10倍以上，是目前已知比容量最高的負極材料，高比容量優勢使得矽基材料被視為理想的下一代負極材料。以碳輔矽，兼具容量與壽命：由於矽材料在充放電時體積膨脹可達120%~300%，導致矽顆粒分化及SEI膜的破裂增厚，將影響電池首充效率與壽命。目前解決方案是矽顆粒提供儲鋰容量，碳材料緩衝體積變化，同時兼顧了較高的比容量與較長的使用壽命，目前矽碳複合材料與矽氧複合材料是矽基負極的主要技術路線。

需求端引領+供給端產出，矽基負極曆蟄伏將迎爆發。

1）需求面：鋰電池需求增長，高密度電池加速導入。需求方面，隨著新能源汽車步入了1-N的階段，帶動電池端進入優質產品驅動階段。我們預測2025年全球新能源汽車動力電池需求有望達到1380GWh，中長期增長確定性高，空間大，增速快。產品結構方面，隨著下游客戶對快充性能、續航時間提出更高要求，高能量密度電池受到市場青睞，矽基負極優勢更加凸顯；

2）爆發點：4680電池引領需求爆發。圓柱形電池在應力分配方面等優勢將使矽基負極率先在圓柱電池上使用。隨著特斯拉4680大圓柱電池的量產，我們預計4680電池在2023年有望迎來爆發元年，之後隨著國內外頭部電池供應商跟進佈局，將帶動矽基材料爆發，預計2025年矽基負極出貨量將達9.8萬噸（2021-2025年CAGR達53%）對應市場規模約150億元，其中動力電池出貨8.7萬噸，對應市場規模132億元，占比88%；

3）行業端：供給端提前佈局，技術積累將迎收穫：貝特瑞、杉杉股份、石大勝華都已經實現了矽基負極量產，璞泰來、矽寶科技等公司處於佈局、中試或研發階段。

性能重點：體積膨脹降低壽命與首次充電效率，預鋰化與材料端優化是前進方向。

矽基材料緩解了純矽材料的體積膨脹，但矽基負極的壽命與首次充電效率相較於碳基負極仍有差距。目前主要是：1）負極預鋰化。預鋰化是指在電池工作前向電池內部補充鋰離子，將有效提升首次充電效率與電池壽命；2）改進矽基複合材料。除矽碳（納米矽）路線、矽氧路線外，通過加入碳納米管、石墨烯等新型導電劑材料，也將提升矽基負極的壽命與迴圈性能。

配套材料：反覆運算加速，技術為先，關注電解液與粘結劑更替。

電解液方面，對於矽基負極而言，由於SEI膜的不穩定性，因此維持SEI膜的穩定性是提升矽基負極電化學性能的重要條件。矽基負極中，主要的成膜添加劑的選擇是VC、FEC；粘結劑方面，考慮到矽材料的高膨脹率，因此對粘結劑的粘附性要求更高，主流矽基負極粘結劑包括CMC、PAA、PI等。

風險因素：

新能源汽車銷量不及預期，4680電池產能投放不及預期，研發進度不及預期，技術路線更迭。