硅基负极设备需求订单明显增多，硅基负极有望“大起量”
01 五月投产潮，百亿项目落地
五月盛夏，硅碳负极材料产业迎来建设与投产的双重热潮。
近日，湖北省宜昌市生态环境局发布宜昌联创和洋科技产业有限公司（以下简称“宜昌联创”）年产1万吨硅碳负极新材料项目环境影响评价第一次公示。
今年1月，宜昌高新区与洛阳联创锂能科技有限公司（以下简称“联创锂能”）签订合作协议，总投资10亿元、年产1万吨新能源电池硅碳负极新材料项目落户宜昌，项目由联创锂能子公司宜昌联创负责建设。
据了解，该项目一期占地约50亩，拟建设年产2000吨硅碳负极材料及相关配套设施，全部建成达产后，预计可实现年销售收入30亿元。
资料显示，联创锂能成立于2016年，该公司先后研究开发过高性能人造石墨负极材料，纳米多孔硅碳负极材料，纳米硅碳负极材料，硅氧基负极材料和沉积法硅碳负极材料，是国内外少数能够为客户批量生产供应沉积法硅碳负极和预锂硅氧负极材料的企业。据透露，联创锂能2024年硅碳负极材料产品供货已达到吨级。
硅基负极是一种新型的负极材料，目前主要包括硅碳和硅氧两大主流技术路线。从技术上来说，传统石墨负极的实际比容量已经接近其理论值372mAh/g，很难再有提升空间。硅基负极理论比容量高达4200mAh/g，超过石墨负极的十倍，是目前已知比容量最高的锂离子电池负极材料。
由于硅基负极新材料具有高能量密度、对环境友好等显著特点，被业界认为是未来锂电池领域重要的技术发展方向，特别是随着固态电池技术的逐步成熟，其将被广泛应用于新能源汽车和储能等领域。
截至目前，包括特斯拉、比亚迪、蔚来、上汽智己、广汽埃安、奔驰、极氪等众多车企，都已经开始或即将搭载硅基负极动力电池。宁德时代、亿纬锂能、国轩高科等头部电池厂商，也都已布局硅基负极动力电池；贝特瑞、杉杉股份、璞泰来等众多材料厂商，也都在大力研发硅负极产品。
业内机构预测，到2025年全球硅基负极材料需求量有望达到20万吨，其中消费电池渗透率有望达50%，对应约7万吨需求；圆柱和方形动力电池中的渗透率将分别达到35%和20%，对应约13万吨需求。
四川内江内江埃普诺项目总投资105亿元，是内江首个单个投资超百亿元的制造业项目。该项目分两期建设，一期已建成3条生产线，年产能6万吨；全部建成后年产能将达12万吨，预计年产值360亿元。
埃普诺项目以微米硅为核心原材料，生产的产品具备“高能量密度、长循环寿命、绿色环保”的技术优势。其主厂房高度达32.8米，首期3条生产线集成1200台（套）先进设备，管线总长数十公里，呈现出“科技范”与“工业味”兼具的智能化生产场景。
02 技术路线趋同，CVD法成主流
纵观五月开工与投产的硅碳负极项目，化学气相沉积法（CVD法） 成为新建项目的主流技术选择。这种技术路线通过在多孔碳骨架中沉积硅纳米颗粒，有效解决硅材料膨胀问题。
CVD法的核心工艺是：首先采用高分子材料制造出具有多孔结构的碳颗粒，后向多孔碳颗粒的孔隙中输送硅烷气体，经高温热解使气体沉淀成硅纳米颗粒。
这种技术生产的新型硅碳材料具有稳定性好、体积变化小和导电性优异等优点。多孔碳材料具备比表面积高、微观形貌可控、孔洞结构丰富等特性，为锂离子提供快速扩散通道。
内蒙古硅源新能项目采用的就是典型的硅烷CVD法制备工艺，以多孔碳、甲硅烷、丙烯、乙炔为原料，通过碳原料烧结、纯化，硅烷气冷氢化、歧化反应等工艺产出硅碳负极材料产品。
埃普诺项目虽未公开具体技术细节，但从其“高能量密度、长循环寿命”的产品特性描述判断，同样采用了行业领先的复合技术。
CVD法在业内被称为“迄今为止的最优解”，在硅材料高能量密度与高膨胀率的矛盾中找到了平衡点。从近两年硅基负极的扩产情况看，绝大多数采用的都是CVD法。
03 成本困境，产业链协同破局
尽管技术路线逐渐成熟，硅碳负极材料的高成本仍是制约产业化的主要瓶颈。目前CVD法硅碳负极的价格高达50万元/吨，是传统人造石墨（约2万元/吨）的二十倍以上。
多孔碳成本占比约35%，硅烷占比约50%，成为材料降本的关键点。面对高成本压力，头部企业正通过产业链整合寻求突破：
多孔碳降本：蚌埠吉孚力新材料采用物理法活化椰壳基多孔碳，通过生物质路线实现降本。道氏技术表示多孔碳主要来源于自制；璞泰来也在提升多孔碳自给率。
硅烷成本优化：受光伏行业调整影响，硅烷价格已降至10万元/吨以内。但硅烷属于易燃易爆危化品，运输成本占硅烷气体成本的30%。业内正通过“靠近硅烷气生产基地就近建厂，直接通过管道运输”的方案降低运输成本和风险。
设备制约突破：CVD法需引入关键设备流化床，目前市面上的流化床多以20kg/炉小型化设备为主。虽然相关企业已开发出超过100kg/炉的大型设备，但大装置可能导致硅烷沉积不均匀，良率、一致性问题仍待解决。
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