行业与公司 * 行业为硅碳负极材料及固态电池产业[1][2][3] * 涉及的公司包括天幕、莱西志德、兰西志德、圣泉集团、中宁硅业、北方特气、河远公司、宁德时代、国轩高科、亿纬锂能、天目贝特瑞、贝特瑞、兰溪、璞泰来（紫宸品牌）、李薇、冠宇等[3][11][26][27][37][38] 核心观点与论据 技术路线与发展趋势 * CVD纳米硅碳负极材料通过化学气相沉积法实现活性物质在多孔炭结构上的均匀沉积，成为行业主流技术路线，有效提高导电性并缓解体积膨胀[1][4] * 纳米硅碳负极材料正逐步取代第一代研磨硅和氧化亚硅，在无人机、电动工具等大倍率设备中得到应用，预计到2030年渗透率将超过20%[1][12][26] * 未来CVD纳米硅碳将向球形结构发展，因为球形结构在耐压性方面表现更佳，与石墨匹配度更高[21] * 新型CVD硅碳材料的晶粒尺寸仅为1.5~2纳米，显著小于传统研磨硅（50~80纳米）和氧化亚硅（7~9纳米），使其膨胀最小、循环稳定性最好[15][16] 材料性能与关键参数 * 头部企业已实现94%的首效容量，并可达到1,900毫安时以上的容量[13] * 为制造2,000毫安时每克的硅碳负极材料，所需的孔隙率需达到1.0以上，而1,800到1,900毫安时每克则需要0.7到0.8的孔隙率[7] * 多孔碳的中孔占总空容的70%-80%，其平均直径为3-6纳米，而微孔直径约为0.7纳米[32][33] * 硅在固态电池中表现出优越的循环稳定性和充放电性能，动力学性能更好，倍率性能更佳[24] 应用场景与添加量 * 在软包电芯和铝壳电芯中，硅碳负极添加量通常低于15%；在高端数码产品、手机、电动工具等应用中添加量可达25%以上；无人机等军用产品中添加量可达40%以上[18][37] * 特斯拉4,680电池中硅碳负极添加量已超过25%[18] * 今年发布的青海湖荣耀电池已经添加了25%的CVD纳米硅[12] * 固态电池中，半固态方案通常添加30%-40%的硅[37] 成本与供应链 * 新型纳米硅碳报价基本维持在50万元以下，相比传统方法具有明显优势[13] * 多孔碳占据硅碳负极材料总成本的54%左右，是未来降成本的重要目标，但价格因东南亚地区提炼成本上升而上涨[20] * 椰壳炭价格从年初至今上涨了2,000元/吨，对硅碳负极材料企业带来较大成本压力[10] * 一吨纳米硅碳负极材料大约需要49%的多孔碳和54%的硅烷气[30] 生产工艺与设备 * CVD法生产工艺通常包括流化床沉积、多孔炭包覆等步骤，现有设备每批次产量约100公斤，正在开发200公斤、300公斤甚至500公斤级别的大规模设备[16][17] * 多孔碳材料生产过程包括原材料采购、碳化处理、活化（水蒸气活化、碱活化或二氧化碳活化等）、除杂、干燥、粉碎和分级等关键步骤[8] 其他重要内容 固态电池发展 * 固态电池相较于液态电池具有显著的安全优势，液态电解质容易因击穿而引发着火或爆炸[25] * 宁德时代计划在2028年量产全固态、采用硅碳负极材料的高能量密度（400瓦时甚至450瓦时）的新型固态电池[25] * 固态电池的技术改进主要集中在正负极材料的包覆处理上，以解决固固界面问题，提高锂离子传输效率[23] 市场竞争与产业化进展 * 天目贝特瑞扩张速度过快导致目前产能略显落后，仍使用20公斤批次CVT炉，而其他企业已经升级至100公斤批次[27] * 贝特瑞和兰溪等老牌企业新型硅碳产能分别达到了600吨至700吨以及1,000吨[27] * CVD硅碳目前在车企中尚处于尝试阶段，还未真正装车使用，而氧化亚硅已经开始装车使用[28] 原料与安全 * 硅烷气体是硅烷CVD技术的重要原料，但其见空气即燃烧且易分解，存储与使用过程中的安全管控至关重要[11] * 多孔炭原料来源多样，包括生物质、石油焦、煤基和树脂等，树脂基膨胀最小且造孔可控，但成本较高[5][6]