我国硅基负极材料行业现状: CVD制备硅碳材料渐成主流选择 国产话语权将持续增强

前言：

硅基负极理论比容量远高于石墨，具备较大发展前景，逐渐成为电池负极材料研究的热点。硅负极不同掺硅量适应不同场景的需求，目前硅基负极材料已在手机等多个场景逐步开启规模级应用。从技术趋势看，硅氧和硅碳为硅基负极材料产业化应用主要技术路线，其中新型 CVD 硅碳凭借在能量密度和膨胀控制方面的突出表现，正逐步成为行业主流选择。

深圳贝特瑞是国内最早量产硅基负极材料的企业之一，其新一代硅基负极产品已于2024年成功导入国际头部客户供应链，在国内乃至全球硅基负极市场份额领先，为龙头企业；除此之外，国内天目先导、兰溪致德、璞泰来等进展相对领先。随着多家企业布局千吨级以上硅基负极产能，硅基负极有望逐步走向产业化，国产话语权将不断增强。

一、硅基负极材料成研究热点，已在手机等多个场景逐步开启规模级应用

根据观研报告网发布的《中国硅基负极材料行业发展趋势分析与未来投资预测报告（2025-2032年）》显示，硅基负极材料是锂离子电池中的一种关键材料，具备独特的材料组成和优越的性能。

石墨负极是现阶段锂电池采用的主流负极材料，但由于理论比容量低（372 mA·h/g）和锂离子枝晶生长等问题，石墨性能提升空间已有限。而硅基负极的理论比容量（4200 mA·h/g）远高于石墨，工作电压(0.4V)适宜，不存在析锂隐患，且 Si 在地壳储量丰富、价格低廉且环境友好，因此具备较大发展前景。硅基负极材料逐渐成为电池负极材料研究的热点。

电池负极材料对比

性能指标	硅基复合材料	人造石墨	天然石墨	中间相碳微球	石墨烯	钛酸锂
克容量(mAh/g)	4200	310-360	340-370	300-340	400-600	165-170
首次效率(%)	84%	93%	90%	94%	30%	-
循环寿命(次)	300-500	>1500	>1000	>1000	10	>30000
工作电压	0.3-0.5V	0.2V	0.2V	0.2V	0.5V	1.5V
快充性能	好	一般	一般	一般	差	好
倍率性能	一般	一般	差	好	差	好
安全性	差	良好	良好	良好	良好	好
优点	理论比能量高	技术及配套工艺成熟，循环性能好	技术及配套工艺成熟，成本低	技术及配套工艺成熟，倍率性能好，循环性能好	电化学储能性能优异，充电速度快，可提高锂电池的负载能力	倍率性能优异，高低温性能优异，循环性能优异，安全性能优异
缺点	技术及配套技术不成熟，成本高，充放电体积变形，导电率低	比能量低，倍率性能差	比能量已到极限，循环性能及倍率性能较差，安全性较差	比能量低，安全性能较差，成本高	技术及配套技术不成熟，成本高	技术及配套工艺不成熟，成本高，能量密度低
发展方向	低成本化，解决与其他材料的配套问题	提高容量，低成本化，降低内阻	低成本化，改善循环	提高容量，低成本化	低成本化，解决与其他材料的配套问题	解决钛锂酸与正极、电解液的匹配

资料来源：观研天下整理

硅基负极材料是以硅为活性物质，通过与锂离子发生反应实现储能的电极材料，起着能量的储存与释放的作用，硅负极不同掺硅量适应不同场景的需求。

目前硅基负极材料已经在国内多个场景逐步开启规模级应用：低硅占比5%-10%，适用于对循环性能要求较高的场景，如消费电子产品、新能源车；中等硅占比10%-20%，适用于能量密度要求更高的高端新能源车、无人机；高硅占比20%-30%，适用于对能量密度要求极高的场景，如低空载人飞行器、长航时飞行器等。

硅基负极材料应用情况

应用领域	应用情况
手机	手机容量突破主要依赖于硅碳负极的应用。手机电池容量的大幅提升主要依赖于硅碳负极的应用，如一加 Ace 3 Pro 的 6100mAh 电池，比传统 5000mAh 电池容量增加了 23.1%，6%的硅含量带来约 1000mAh 的容量提升，同时体积相比 5000mAh 电池减少 3%，原因在于硅碳负极材料拥有更高的能量密度。
可穿戴设备	AI 眼镜依然极度依赖充电，远无法做到如beplay下载软件 手机的全天候使用，且 AI 计算能力越强，AI 眼镜掉电越快。硅负极为重要解决方案。随着 AI、XR 硬件等追求有限空间内长续航的应用领域更多产品的落地和普及，对高能量密度、安全优质的电池产品需求会进一步爆发，硅负极为重要解决方案。产业内如豪鹏科技已完成高硅含量的锂离子电池开发，并应用于穿戴类产品，公司将与欧洲某硅材料战略合作伙伴共同围绕 100%硅负极锂离子电池产品展开研发工作，并将在未来集中转化应用于北美知名beplay下载软件 穿戴类品牌客户的相关项目。
电动工具	硅基负极在小圆柱电池中的应用已较为成熟，根据高工锂电，电动工具对硅基负极的需求随电池容量升高而递增，2500-2600mAh 的高倍率小圆柱电池已开始应用硅基负极，而3000-3500mAh 的产品则更为依赖。根据天鹏电源（蔚蓝锂芯）官网，其倍率型三元电池已经广泛使用硅氧、硅碳负极。
电车	特斯拉、宝马大圆柱电池已明确搭载硅碳负极。特斯拉 4680 电池始终采用硅负极；宝马动力电池第六代产品，使用大圆柱电芯，与第五代方形电芯相比，正极镍含量更高，钴含量减少，负极硅含量增加，能量密度提高 20%，续航里程提升 30%，充电速度提升 30%。特斯拉 4680 电池已实现批量的供应，而宝马大圆柱电池率先应用于今年亮相的首款新世代车型，以及 2026 年起量产的国产新世代车型，并将广泛应用到其他纯电车型，包括未来的纯电 M 车型。25 年国内硅负极有望上车。根据《财经》，车用动力电池的装车前验证需要更长时间，根据新车计划，2025 年有多家车企的新能源高端车型都将应用含硅负极技术，其中低硅负极材料，量产难度较低，成本增加少，在提升能量密度的同时，循环寿命损失不明显，终端客户无需复杂调整即可能量密度提升。
固态电池/半固态电池	固态电池：长期发展趋势确定。较液态电池，全固态电池在理论上具备更高能量密度、更安全、长寿命、更广温度工作范围，是进一步打开车、低空飞行器、机器人续航上限的理想方案，也是国家巩固电池领域科技定价权的重要抓手，政策+市场双加持下，长期发展趋势确定。全固态电池产业化稳步推进，硅碳负极为全固态电池中期的主流方案。2025 年 2 月，欧阳明高院士表示，当前全固态电池的技术路线，要聚焦以硫化物电解质为主体电解质，匹配高镍三元正极和硅碳负极的技术路线，以比能量 400Wh/kg、循环寿命 1000 次以上为性能目标，确保 2027 年实现轿车小批量装车。半固态电池：车领域，2024 年部分车企已经量产装车半固态电池，如卫蓝新能源供应蔚来，清陶能源供应上汽智己；2025 年，上汽名爵等更多车企将在新车型上搭载半固态电池。消费电子领域，24 年初手机厂商开始在旗舰机型，尤其折叠屏机型上搭载半固态电池，24 年底 vivo 开始在 2000 元—4000 元价位的中端机 S20 上搭载半固态电池（蓝海电池），蓝海电池的负极材料采用了业内领先的二代硅技术，能量密度达 780Wh/L，相较于上一代的极限石墨电池，能量密度提升 15.4%。低空领域，宁德时代布局有凝聚态电池，可用于电动飞机，根据高工锂电，硅负极的添加比例或在 20%以上。

资料来源：观研天下整理

二、硅氧、硅碳为硅基负极材料产业化应用主要技术路线，其中采用CVD制备的硅碳材料正逐步成行业主流选择

从技术趋势看，硅氧和硅碳硅基负极工艺相对成熟，综合电化学性能较优，是目前硅基负极材料得到产业化应用的主流技术路线。

硅基负极材料主流技术路线

主要种类	优势	劣势
硅氧负极材料	可逆容量高，达 1,700-1,800mAh/g，接近理论容量；循环性能和倍率性能相对于其他硅基负极材料好	首次效率低，无法单独使用，需要进行提高首效处理；SiO 工艺复杂，生产成本非常高
硅碳负极材料	克容量高；首次充放电效率高；工艺相对于其他硅基负极材料较为成熟	大批量生产电化学性能优异的产品难度较高；循环性能和首次效率有待提高；电极膨胀率较高

资料来源：观研天下整理

硅氧、硅碳负极的发展经过多个阶段，硅氧路线主要通过预镁/预锂化提升首效，硅碳路线中 CVD 法通过工艺改进实现性能的全面提升。从中长期提升能量密度的角度来看，材料厂商更倾向于发展硅碳负极，尤其是采用化学气相沉积法（CVD）制备的硅碳材料。

硅氧负极通过预镁、预锂化提升首效，但成本显著提升；而硅碳负极通过CVD 气相沉积法制备出多孔碳骨架，然后在多孔碳内部通过硅烷沉积纳米硅颗粒，最后进行碳层包覆，该技术充分利用多孔碳的内部空间，实现硅纳米颗粒的均匀分布，有效控制硅在充放电过程中的体积膨胀，同时碳层包覆进一步提高了材料的电导率和稳定性，显著改善了硅碳负极的首效、能量密度、循环性能和电芯膨胀等性能。

尽管硅氧路线仍在特定领域保持优势，但新型 CVD 硅碳凭借在能量密度和膨胀控制方面的突出表现，正逐步成为行业主流选择。CVD法产能规划中，海外Group14已量产，天目先导、兰溪致德等初创公司具备百吨级产能，贝特瑞、璞泰来等传统负极公司陆续跟进。

硅氧负极路线迭代

类别	第一代硅氧	第二代硅氧	第三代硅氧
改进方法	氧化亚硅与石墨材料复合	在制备过程中添加镁元素	在负极材料中预先嵌入一定量的锂
效果	改善循环稳定性，但首效较低（约 70%）	首效提升至 80%左右，但预镁化产品普遍克容量不高	进一步提升首效至 86%-92%，但预锂化成本整体较高

资料来源：观研天下整理

不同工艺制备硅碳优缺点

制备方法	优点	缺点
化学气相沉积法	首次充放电效率高,循环稳定性好,设备要求较低,适合工业化生产	比容量相对较低
机械球磨法	颗粒尺寸小,粉末活性高,颗粒分布均匀,成本低,工艺简单高效	团聚现象严重,结构不稳定
喷雾法	分散性好,粒度均匀可控,可制备多组分,减轻团聚现象	能耗高,受温度影响较大,仪器要求高
镁热还原法	成本较低,环境友好,循环稳定性和倍率性能好	热量积累导致多孔结构坍塌,放电比容量较低
溶胶-凝胶法	分散性能好,合成方法简单、温和且易于放大,较高的可逆容量	原料价格比较昂贵,生产时间长,稳定性差,首效较低
热解法	空隙结构大,有效缓解体积变化	分散性能差,团聚现象严重

资料来源：观研天下整理

三、贝特瑞处于中国乃至全球硅基负极材料市场主导地位，国产话语权将持续增强

布局硅负极的企业众多，大致可分为传统石墨负极企业、一级企业、跨界布局企业三类。

传统石墨负极企业为石墨负极的老牌企业，代表包括璞泰来（江西紫宸）、贝特瑞、杉杉股份；一级企业专注于硅负极开发，仍在一级融资阶段，代表包括兰溪致德、天目先导等；跨界布局企业从其他领域切入硅负极，代表包括胜华新材、硅宝科技等。

其中，深圳贝特瑞是国内最早量产硅基负极材料的企业之一，其新一代硅基负极产品已于2024年成功导入国际头部客户供应链，在国内乃至全球硅基负极市场份额领先，为龙头企业。根据数据，2022年贝特瑞、信越化学和韩国大洲(Daejoo)三家企业共占据全球约86%的市场份额。除此之外，国内天目先导、兰溪致德、璞泰来等进展相对领先，如天目先导研发的新一代硅碳负极材料已成功进入比亚迪、宁德时代以及韩国 LG、SK 等国内外龙头企业的供应链；璞泰来 CVD 沉积硅碳负极取得小批量量产订单。多家企业已布局千吨级以上硅基负极产能，并在客户处测试和验证，有望逐步走向产业化，国产话语权将不断增强。

数据来源：观研天下数据中心整理

我国主要硅负极企业产品布局及产能规划

硅负极企业	产品布局	产能规划
贝特瑞	截至 2023 年末，硅碳负极材料已经开发至第五代产品，比容量 2000mAh/g 以上，硅氧负极材料已完成多款氧化亚硅产品的技术开发和量产工作，比容量达到 1500mAh/g 以上	拥有硅基负极材料产能 0.5 万吨/年
杉杉股份	硅基负极以氧化亚硅为主	规划产能 4 万吨/年锂离子电池硅基负极材料，一期在 24 年底已投产
璞泰来（江西紫宸）	硅碳负极产品已小批量出货，目前主要供应下游头部消费电子客户。	积极推进在安徽芜湖投资建设的硅基负极项目的建设进度，并将逐步进入设备安装调试环节，预计 2025 年上半年首批硅碳负极产能有望建成投产
天目先导	产品已进入全面量产阶段，能够满足能量密度高于 300Wh/kg 及 700Wh/L 的高性能锂离子电池的需求。	公司目前实际产能已达 45000 吨/年，其中硅基负极材料产能12000 吨/年、硬碳负极材料产能 10000 吨/年、固态电解质产能3000 吨/年、可定制化石墨负极材料产能 20000 吨/年
兰溪致德	产品经过国内外近 30 家重点客户 1 年以上的试用	一期 500 吨锂电池硅碳负极材料项目于 2021 年 7 月正式投产；二期 3000 吨项目也在积极推进中
胜华新材	硅基负极材料在固态电池领域已获得客户 B 样认证，并与多家头部企业建立了合作关系	规划 6 万吨硅基负极产能
硅宝科技	硅碳负极产品可用于 3C 电池、动力电池、圆柱电池、固态电池等	已建成 1000 吨/年硅碳负极材料中试生产线且顺利投产

资料来源：观研天下整理（zlj）