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锂电:硅碳负极材料正在走向产业化 荐3股


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作者:胡毅 游家训

2017-04-06 08:46来源:招商证券

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  硅碳负极作为新型锂离子电池负极材料,对于提升电池能量密度能发挥比当前石墨负极更显着功效。但是由于其在应用方面存在较高壁垒,所以尚处于产业化前期。当前松下已经实现含硅碳负极材料的18650 电池的量产,同时特斯拉已经将硅碳负极应用于车用动力电池,硅碳负极材料应用前景越来越光明。国内硅碳负极相关受益标的,重点推荐杉杉股份,推荐关注国轩高科、中国宝安等。对于新能源板块,继续维持推荐评级。

  提升电池能量密度是永恒话题。对于当前成熟的石墨负极材料,其能量密度潜力基本已被充分发挥。与石墨负极材料相比,硅基负极材料的能量密度优势明显。石墨的理论能量密度是372 mAh/g,而硅负极的理论能量密度超其10 倍,高达4200mAh/g。所以硅碳负极的应用,可以提升电池中活性物质含量,从而大大提升单体电芯的容量。

  硅碳负极产业应用具有较高技术门槛。硅碳负极材料是一种使用起来非常困难的材料:1、在充放电过程中会引起硅体积膨胀100%~300%,而石墨材料只有10%左右,所以硅碳负极的膨胀收缩会导致负极材料的粉末化,从而严重影响电池使用寿命;2、硅为半导体,导电性比石墨差很多,导致锂离子脱嵌过程中不可逆程度大,从而降低了其首次库伦效率,其直接效应也是使电池循环寿命变差。所以硅碳负极的应用需要较高的技术壁垒。

  海外已经初步实现硅碳负极产业化。日本松下2012 年发布的NCR18650C 型号电池,容量高达4000mah,并于2013 年实现量产,如此高容量电芯,松下就是使用了硅碳负极材料。另外,特斯拉加速硅碳负极在车用动力电池领域的规模化应用。

  国内硅碳负极产业化尚处于初期,但技术进步非常明显。贝特瑞凭借在负极材料领域技术领先地位,其硅碳负极的研发和生产一直处于国内领先水平。公司硅碳负极材料在2013 年通过三星认证之后,2014 年~2016 年产量处于攀升阶段,其产品市场认可度也在逐步提升。另外,杉杉股份早在2009 年开始研发硅碳负极,当前也实现月产吨级规模,下游客户包括国内外主流电池生产企业,技术水平领先行业。

  预计2020 年硅碳负极材料市场空间50 亿左右,同时市场集中度将非常高。目前,行业中硅碳负极尚未形成广泛推广的成熟方案,主流的电池生产企业对于硅碳负极的使用,主要以掺杂形式,且各个企业掺杂比例也存在差异。参考当前硅碳负极材料市场售价水平,我们按照负极材料中掺杂10%左右的硅碳负极,预测未来3~5 年随着渗透率提升,硅碳负极可拥有的市场空间大约为50 亿左右。

  受益标的推荐:重点推荐杉杉股份;推荐关注国轩高科、中国宝安等。

  风险提示:硅碳负极应用速度低于预期。

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