提高鋰離子電池負極材料的容量可有效提升全電池能量密度。目前商業化應用最為廣泛的負極材料石墨的實際比容量已接近理論比容量極限，提升空間已十分有限。而硅基負極具有能量密度高（理論比容量高達4200 mAh/g，約為石墨負極的10倍）、原料分布廣泛、放電平臺合適等明顯優勢，正成為下一代負極材料的發展重點。
隨著生產工藝及配套產業鏈的日趨成熟與完善，特斯拉、寧德時代等企業相繼開始量產使用硅碳負極的動力電池產品，部分負極企業也開始投資建設硅碳負極產線。2022年硅碳負極在產業化上有望實現較大跨越，但受多重因素影響，行業進入壁壘依然較高。
產業仍處于初級發展階段
按硅和碳的復合方式劃分，硅碳負極主要包括包覆型、嵌入型和復合型這三種類型。其中，嵌入型硅碳負極由于生產工藝和石墨負極工藝較為類似，最先實現商業化。
早在20世紀90年代，索尼、松下等海外企業就開始對硅碳負極進行研究及產業化，但受制于產品價格、首次效率、循環穩定性等原因，硅碳負極應用場景仍受到一定限制。目前已經商業化的硅碳負極主要應用于消費電子、電動工具等對成本敏感度相對不高的領域，在動力電池領域滲透率則相對較低。相比于石墨負極材料，我國硅碳負極材料的實際應用還比較小眾，市場總體產量較小。
據相關統計，2020年我國硅碳負極材料出貨量為0.9萬噸，硅碳負極材料占負極材料出貨量比例約為2%。當前，多數國內企業尚未實現硅碳負極材料量產，多采用在石墨負極材料中摻雜少量硅碳材料進行改性，硅碳負極材料在國內的發展仍處于初期階段。
工藝核心難點為納米硅粉制備
主流硅碳負極的生產工藝主要包括硅粉納米化、碳材料復合、包覆、燒結、除磁等步驟，除硅粉納米化外，和石墨負極生產過程較為類似。
在硅碳負極生產工藝中，碳材料復合和燒結等步驟技術已較為成熟?？紤]到納米硅具有較高的表面能，極易團聚形成微米級顆粒，導致硅碳負極循環穩定性及首次效率下滑，所以硅碳負極生產的核心難點在于納米硅粉的制備。
目前，納米硅粉的制備方法主要有三種：機械研磨法、化學氣相沉積法和等離子蒸發冷凝法。由于國內對納米硅粉研制起步較晚，制作水平相對落后，主要以研磨法為主。而美國、日本等國家的企業對納米硅粉的研究起步較早，日本帝人、美國杜邦等企業均可以用等離子蒸發冷凝法進行納米硅粉的制備。國內等離子體法進展較快的企業為博遷新材，目前處于中試階段。
國內主流廠商正加速布局
2021年以來，部分限制硅碳負極在動力電池中應用的因素已經出現明顯改觀。此外，特斯拉發布的4680電池、國軒高科發布的210Wh/kg LFP電芯、廣汽集團發布的海綿硅電池包和寧德時代提供的265kWh/kg NCM三元電池解決方案相繼開始量產使用硅碳負極的動力電池產品，部分負極企業也開始投資建設硅碳負極產線。硅碳負極產業化條件正日趨成熟，部分硅碳負極材料產品穩定性得到下游企業的驗證，并已實現批量化應用。
從市場格局來看，國內主要硅基負極材料生產企業包括貝特瑞、上海杉杉、江西紫宸、江西正拓、中科電氣和深圳斯諾等，但能夠實現量產的企業較少。
貝特瑞在硅碳負極材料方面具備先發優勢，2013年就通過了韓國三星電子的認證，開始量產供貨。2020年其負極材料出貨7.53萬噸，已進入松下-特斯拉的供應鏈，為松下的動力電池電芯配套部分負極材料，實現大批量供貨，目前擁有3000噸/年的產能。
上海杉杉具備每月噸級的出貨規模，有望完成4000噸/年的硅碳負極生產規模。其硅碳負極產品已量產供貨，但出貨量不大，主要客戶為寧德時代。杉杉股份的高容量硅合金負極材料已產業化并可滿足新能源乘用車300wh/kg性能要求，并已對CATL實現供貨。
江西紫宸計劃投資50億元在江蘇溧陽建隔膜、負極材料等項目，該項目含有量產新型硅碳復合負極材料，比容量在380~900mAh/g不等。
硅寶科技2019年建成50噸/年硅碳負極中試生產線，產品已通過數家電池廠商測評并實現小批量供貨，2021年擬新建1萬噸/年鋰電池用硅碳負極材料等項目。
中金公司基于硅碳負極在消費類電池及動力電池滲透率情況對2025年硅碳負極需求進行了測算：對于消費類電池，由于技術成熟度已相對較高，預計2025年硅碳負極在消費類電池中滲透率將達50%，對應約7萬噸硅碳負極需求；對于動力電池，受益于產業鏈配套逐步完善，預計硅碳負極在圓柱動力電池/方形動力電池中滲透率有望穩步提升，2025年硅碳負極在圓柱動力電池/方形動力電池中滲透率將達到35%/20%，對應約13萬噸硅碳負極需求?；谝陨霞僭O，測算2025年全球動力電池用硅碳負極需求量有望達到20萬噸，較2020年約萬噸的體量或將有明顯提升。
硅碳負極需求的快速增長，除對硅碳負極生產企業形成利好外，有望同步帶動其配套材料需求提升。其中，納米硅粉、補鋰劑、硅碳負極粘結劑、碳納米管導電劑和新型鋰電池電解液添加劑的需求催化將較為顯著。
相較于石墨負極，硅碳負極進入壁壘仍然較高。因為量產較為困難，且需要與下游電池生產商使用的電解液、正極材料、粘結劑等進行產業鏈配套，硅碳負極客戶通常有著較高的粘性，所以跨界布局的企業仍相對較少，未來行業競爭格局或相對有序。