【干貨】硅基負極預鋰化技術全球專利分析

云雪頌 2023-01-12 發(fā)布于江蘇

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中商情報網(wǎng)訊：負極材料是鋰離子電池的關鍵材料之一，約占鋰電池成本的10%。目前常見的負極材料有石墨類負極材料、硅基負極材料、鈦基負極材料、錫基負極材料等。其中，石墨負極材料由于具備電子電導率高、鋰離子擴散系數(shù)大、嵌鋰容量高、嵌鋰電位低、材料來源廣泛且價格便宜等優(yōu)點，成為當前主流的鋰離子電池負極材料。

一、產業(yè)鏈

鋰電池負極材料上游主要包括天然石墨、石油焦、針狀焦、瀝青焦、二氧化硅、鋰鹽等原料，中游可分為碳系負極材料和非碳負極材料，下游應用于動力鋰電池、消費鋰電池、儲能鋰電池等領域。

資料來源：中商產業(yè)研究院整理

二、上游分析

1.石油焦

石油焦是原油經蒸餾將輕重質油分離后，重質油再經熱裂的過程轉化而成的產品，主要用來生產石墨電極、鋰電負極、高端預焙陽極等。石油焦是石油煉化副產品，產出基本依賴石油煉化產量。2022年6月全國石油焦產量248.9萬噸，同比下降1.8%，2022年1-6月全國石油焦產量為1472.2萬噸，同比下降1%。

數(shù)據(jù)來源：國家統(tǒng)計局、中商產業(yè)研究院整理

石油焦主要企業(yè)：

2.針狀焦產量

針狀焦是一種新型優(yōu)質的碳素材料，外觀為銀灰色。針狀焦原材料要求較高，是高端人造石墨的主要原材料。得益于我國鋰離子電池行業(yè)的快速發(fā)展，針狀焦市場需求釋放，行業(yè)規(guī)模隨之擴張。近年來中國針狀焦產量實現(xiàn)爆發(fā)式增長，2021年產量超70萬噸，預計2023年將繼續(xù)保持增長，產量將達138.79萬噸。

數(shù)據(jù)來源：中商產業(yè)研究院整理

從市場份額來看，中國針狀焦市場份額較為分散。2021年中國油系針狀焦總產能為145萬噸，生產企業(yè)共9家，其中排名前五的是寶來生物、益大新材料、京陽科技、錦州石化、億維新材，產能分別為26萬噸、20萬噸、20萬噸、17萬噸、15萬噸，分別占比18%、14%、14%、12%、10%。

3.天然石墨產量

在鋰離子電池、電弧爐鋼鐵等行業(yè)的推動下，我國天然石墨產量逐年增長。數(shù)據(jù)顯示，2017-2021年國內天然石墨產量從62.5萬噸增長至73.5萬噸，期內年均復合增長率為4.14%。未來隨著包括耐火材料、潤滑油和鋰離子電池在內的下游行業(yè)的需求不斷攀升，中國天然石墨產量預計將在2023年達87.3萬噸。

數(shù)據(jù)來源：弗若斯特沙利文、中商產業(yè)研究院整理

天然石墨可分為鱗片石墨和土狀石墨，負極材料通常采用鱗片石墨。從市場競爭格局來看，貝特瑞獨占63%的市場份額，翔豐華、杉杉占比分別為8%、6%。

數(shù)據(jù)來源：GGII、中商產業(yè)研究院整理

三、中游分析

1.負極材料市場規(guī)模

近年來，隨著新能源汽車行業(yè)的興起以及鋰電池等產品的發(fā)展，負極材料市場規(guī)模穩(wěn)步增長。數(shù)據(jù)顯示，我國鋰電池負極材料市場規(guī)模由2017年82.1億元增至2021年159.1億元，年均復合增長率為21%。中商產業(yè)研究院預測，2023年我國負極材料市場規(guī)?？蛇_210億元左右。

2.負極材料出貨量

2022年上半年，國內新能源汽車銷量達到260萬輛，帶動動力電池出貨超200GWh。海外客戶加速對人造石墨技術應用，推動我國負極海外出貨上升。冬奧會后，限產限電放寬，石墨化產能利用率上升，負極產能得到部分釋放，市場需求得到較好的滿足。2022年上半年，中國鋰電負極材料出貨量54萬噸，同比增長68%。

3.硅基負極材料出貨量

近年來，中國硅基負極材料正在不斷發(fā)展，硅基負極市場迎來快速增長，出貨量預計大幅增加。2021年硅基負極材料出貨量達1.1萬噸，同比增長83%，占負極材料出貨量的1.5%。隨著特斯拉4680電池的量產以及大圓柱電池的推廣應用，未來將繼續(xù)增長，預計2023年將達2.47萬噸。

4.負極材料產品結構

從產品出貨結構來看，受動力及儲能市場需求帶動，人造石墨對比天然石墨具有更好的一致性與循環(huán)性，帶動人造石墨占比提升；我國主要鋰電池企業(yè)逐步轉向人造石墨，帶動了人造石墨出貨量占比進一步提升。2021年人造石墨產品占比持續(xù)提升，市場份額上升至84%；天然石墨占比下降，市場份額下滑至14%。