電力設(shè)備行業(yè)市場前景及投資研究報(bào)告：硅碳負(fù)極量產(chǎn)在即電芯突破能量密度

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行業(yè)深度研究2024年03月01日硅碳負(fù)極深度：量產(chǎn)在即，助電芯突破能量密度桎梏摘要一、為什么在當(dāng)前節(jié)點(diǎn)關(guān)注硅碳負(fù)極？1、從產(chǎn)業(yè)背景層面：電芯研發(fā)24年降本增效并重：2023年產(chǎn)業(yè)鏈的重心在降本，24年更多的重心從“降本”逐步轉(zhuǎn)移至“增效”上，以寧德時(shí)代的凝聚態(tài)電芯為代表的下一代高能量密度電芯標(biāo)配硅碳負(fù)極，高性能電芯持續(xù)推進(jìn)夯實(shí)其全球電芯龍頭地位；2、從應(yīng)用必要性層面：硅碳負(fù)極本身是解決能量密度桎梏的突破口：現(xiàn)有石墨材料比熱容可達(dá)365mAh/g，接近上限372mAh/g，硅材料理論比熱容為4000mAh/g以上，單體電池能量密度可達(dá)843Wh/kg；3、從產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)程層面：硅碳負(fù)極廠家突破多項(xiàng)瓶頸：23-24年以天目先導(dǎo)為代表的頭部硅碳負(fù)極廠解決膨脹率等瓶頸問題，產(chǎn)業(yè)化漸進(jìn)。二、技術(shù)路線選擇？硅氧成熟但上限低，氣相沉積法硅碳負(fù)極是電池廠中長期的選擇方向：當(dāng)前階段硅基負(fù)極產(chǎn)品中，以硅氧為主，硅氧負(fù)極的局限在于首效和能量密度（克容量的上限相對(duì)較低）。寧德從中長期提升能量密度的角度，鼓勵(lì)材料廠商發(fā)展硅碳負(fù)極，尤其是氣相沉積法?；谄湟恢滦愿茫珻VD法生成的復(fù)合材料膨脹率更低，對(duì)應(yīng)循環(huán)性能得到顯著提升。從材料廠的選擇驗(yàn)證，二級(jí)頭部企業(yè)璞泰來、貝特瑞、勝華新材，以及一級(jí)頭部企業(yè)天目先導(dǎo)等均在重點(diǎn)布局CVD法硅碳技術(shù)。三、氣相沉積法硅碳負(fù)極產(chǎn)業(yè)鏈1、設(shè)備工藝：回轉(zhuǎn)窯法氣密性差且硅烷利用率低，隨著流化床設(shè)備成熟度的提升，流化床法成為各家的共同選擇（1）回轉(zhuǎn)窯：回轉(zhuǎn)窯沉積時(shí)硅烷極易發(fā)生自燃爆炸而存在安全隱患，且由于燃燒產(chǎn)生的固體沉淀導(dǎo)致回轉(zhuǎn)窯中硅烷的使用率低，硅烷的較多浪費(fèi)使得量產(chǎn)的硅碳產(chǎn)品成本較高；（2）流化床：反應(yīng)物顆粒與氣相的接觸程度大、包覆均勻性好、成片純度高。流化床的具體優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：1）成本控制：硅烷利用率較高，降低原料的消耗；2）可實(shí)現(xiàn)性：流化床設(shè)備滿足高密閉性、高氣壓，安全性更好；3）產(chǎn)品性能：流化床具有高比容量、高首效、高循環(huán)穩(wěn)定性、高倍率性能等優(yōu)點(diǎn)。2、核心材料-多孔炭：從0-1新應(yīng)用，量產(chǎn)難度大，專業(yè)多孔炭企業(yè)享技術(shù)/成本優(yōu)勢(shì)多孔炭是與硅碳負(fù)極匹配度極高，從0-1的新材料。多孔炭對(duì)最終硅碳負(fù)極的性能起關(guān)鍵性作用。因此硅碳負(fù)極純品對(duì)多孔炭的品質(zhì)提出了極高的要求。專業(yè)的多孔炭廠家具備：1）原料篩選、加工處理等性能優(yōu)勢(shì)，2）降低原料單耗、能耗、以及規(guī)模效應(yīng)等降本優(yōu)勢(shì)。2摘要3、核心材料-硅烷氣：特氣市場供需兩旺，硅碳新應(yīng)用打開需求空間從競爭格局上看：近1-2年市場供給仍以硅烷科技、興洋科技、中寧硅業(yè)等企業(yè)為主，和遠(yuǎn)氣體等綜合性氣體企業(yè)若順利切入本行業(yè)，將在未來的市場競爭中占據(jù)重要地位。從供需結(jié)構(gòu)上看：2023年需求側(cè)缺口較大，價(jià)格處于高位，2024年起供給大規(guī)模產(chǎn)能釋放，供不應(yīng)求有望逐步緩解。四、投資建議硅碳負(fù)極產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)原材料/設(shè)備當(dāng)中，流化床設(shè)備龍頭蘇州紐姆特未上市，原材料硅烷產(chǎn)品與其他應(yīng)用領(lǐng)域無差異，主要取決于硅烷供需本身，我們預(yù)計(jì)隨著24-25年大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)落地，硅烷供不應(yīng)求有望緩解。我們認(rèn)為投資機(jī)會(huì)在從0-1且對(duì)硅碳純品性能影響大的多孔炭環(huán)節(jié)。重點(diǎn)標(biāo)的-元力股份：顆粒炭替代煤基炭為主業(yè)成長性賦能，新能源碳材料蓄勢(shì)向上1、傳統(tǒng)主業(yè)：活性炭領(lǐng)域國內(nèi)王者，顆粒炭打開主業(yè)成長空間：粉狀活性炭元力國內(nèi)市占率30%，10萬噸產(chǎn)能遠(yuǎn)超國內(nèi)友商（通常在2萬噸以內(nèi)）。顆粒炭替代：1）短期替代煤質(zhì)炭：2）中期活性炭出海：3）長期國內(nèi)木質(zhì)炭需求放量；2、多孔炭新業(yè)務(wù)：具備技術(shù)的先發(fā)優(yōu)勢(shì)以及量產(chǎn)后的成本優(yōu)勢(shì)，有望占據(jù)多孔炭領(lǐng)域龍頭地位。風(fēng)險(xiǎn)提示：新技術(shù)兌現(xiàn)不及預(yù)期、供需關(guān)系變化超預(yù)期、測(cè)算存在主觀性、主要原材料價(jià)格存在波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)、安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)3一為什么在當(dāng)前節(jié)點(diǎn)關(guān)注硅碳負(fù)極?

從產(chǎn)業(yè)背景層面：電芯研發(fā)24年降本增效并重；?

從應(yīng)用必要性層面：硅碳負(fù)極本身是解決能量密度桎梏的核心突破口；?

從產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)程層面：硅碳負(fù)極廠家突破多項(xiàng)應(yīng)用瓶頸，具備量產(chǎn)條件4為什么在當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)再關(guān)注硅碳負(fù)極？1、從產(chǎn)業(yè)背景層面：產(chǎn)業(yè)鏈降本影響硅碳負(fù)極在23年推廣，24年

預(yù)計(jì)“降本&增效”并重。

2023年產(chǎn)業(yè)鏈的重心全部集中于降低材料成本，而硅基負(fù)極作為增效（提升能量密度）的關(guān)鍵材料，在降本的大環(huán)境下推廣受阻。經(jīng)過2023年產(chǎn)業(yè)鏈端大規(guī)模降本，以國內(nèi)方形磷酸鐵鋰動(dòng)力電池為例，從年初的0.83元/Wh降至23年11月底0.43元/Wh，價(jià)格降幅達(dá)48%。材料廠單位盈利持續(xù)收窄，目前繼續(xù)大幅降本的空間有限。在此基礎(chǔ)上，我們預(yù)計(jì)電芯將重新將更多的重心從“降本”逐步轉(zhuǎn)移至“增效”上，現(xiàn)有材料體系的電芯技術(shù)已發(fā)展到了瓶頸階段，只有在下一代更高性能電芯上占據(jù)性能/成本優(yōu)勢(shì)，才能夯實(shí)電池龍頭的產(chǎn)業(yè)地位。以寧德時(shí)代的凝聚態(tài)電芯為代表的下一代電芯技術(shù)標(biāo)配硅碳負(fù)極，助力電芯在能量密度層面實(shí)現(xiàn)質(zhì)的跨越（從目前材料體系的能量密度約300Wh/Kg提升至500Wh/Kg）。圖：凝聚態(tài)電池是寧德重點(diǎn)要落地的高性能電芯：車家號(hào)資料：車家號(hào)，天風(fēng)證券研究所5為什么在當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)再關(guān)注硅碳負(fù)極？2、從應(yīng)用必要性層面：硅碳負(fù)極是電池增效的重要方向：1）硅碳材料能大幅提升電池能量密度?，F(xiàn)有石墨材料比熱容可達(dá)365mAh/g，接近上限372mAh/g，硅材料理論比熱容為4000mAh/g以上，單體電池能量密度可達(dá)843Wh/kg。2）硅基材料安全性能高。硅負(fù)極嵌鋰電位適中（0.4Vvs.Li+/Li），在充電嵌鋰過程中沒有析鋰隱患，提高鋰離子電池的安全性能。3）硅資源儲(chǔ)量豐富。與石墨相比，硅元素在地殼中含量豐富分布廣泛，約為地殼質(zhì)量的27.6%，是地殼中儲(chǔ)量第二豐富的元素。4）硅材料快充性能優(yōu)異。能從各個(gè)方向提供鋰離子嵌入的通道，快充效率高。表：硅材料相比石墨材料能量密度高倍率性好表：下游中高端廠商對(duì)硅碳產(chǎn)品重點(diǎn)布局資料：高工鋰電公眾號(hào)、澎湃新聞、36氪公眾號(hào)等，天風(fēng)證券研究所6為什么在當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)再關(guān)注硅碳負(fù)極？3、從產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)程層面：硅碳負(fù)極產(chǎn)品經(jīng)過近兩年的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)鏈成熟度顯著提升：1）技術(shù)層面：2006年，貝特瑞開始進(jìn)行硅碳負(fù)極技術(shù)的研究并獲得第一項(xiàng)發(fā)明專利；2016年，韓國研究所（UNIST）通過化學(xué)氣相沉積CVD技術(shù)制備得到了硅碳復(fù)合材料，可實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)；2022年，美國Group

14公司推出了新一代氣相沉積硅碳材料。銀硅科技申請(qǐng)一種硅碳復(fù)合負(fù)極材料及其制備方法，提高了材料循環(huán)性能和倍率性能，并且簡化了工藝流程，極大地降低了生產(chǎn)成本；2023年，碳一新能源集團(tuán)打造的全球首個(gè)集成人造SEI膜負(fù)極制造項(xiàng)目順利投產(chǎn)。天目先導(dǎo)高端納米硅碳負(fù)極材料核心技術(shù)由中科院物理研究所在全球范圍內(nèi)率先提出，并成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，開啟了負(fù)極材料發(fā)展的新未來。2）行業(yè)層面：2019年，小米率先在行業(yè)內(nèi)將硅基負(fù)極材料應(yīng)用在智能手機(jī)上；2020年，特斯拉4680電池發(fā)布；2023年，榮耀Magic5Pro首次在手機(jī)行業(yè)中商用硅碳負(fù)極電池技術(shù)，特斯拉4680電池進(jìn)入量產(chǎn)階段，標(biāo)志著硅碳負(fù)極發(fā)展進(jìn)入新階段。圖：硅碳負(fù)極近年核心技術(shù)突破圖：硅碳負(fù)極行業(yè)近年關(guān)鍵發(fā)展韓國研究所通過化學(xué)氣相沉積CVD技術(shù)制備得到了硅碳復(fù)合材料，可實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)碳一新能源集團(tuán)打造的全球首個(gè)集成人造SEI膜負(fù)極制造項(xiàng)目順利投產(chǎn)；天目先導(dǎo)高端納米硅碳負(fù)極材料核心技術(shù)在全球范圍內(nèi)率先提出，并成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化榮耀Magic5Pro首次在手機(jī)行業(yè)中商用硅碳負(fù)極電池技術(shù)，特斯拉4680電池進(jìn)入量產(chǎn)階段小米率先在行業(yè)內(nèi)將硅基負(fù)極材料應(yīng)用在智能手機(jī)上2016年2022年2023年2019年2020年2023年美國Group14公司推出了新一代氣相沉積硅碳材料；銀硅科技申請(qǐng)一種硅碳復(fù)合負(fù)極材料及其制備方法特斯拉4680電池發(fā)布資料：榮耀官網(wǎng)、新浪財(cái)經(jīng)、科學(xué)中國等，天風(fēng)證券研究所7二技術(shù)路線選擇?

硅氧成熟但上限低，氣相沉積法硅碳負(fù)極是電池廠中長期的選擇方向8目前批量出貨以硅氧為主，從中長期考慮偏向硅碳

當(dāng)前階段硅基負(fù)極產(chǎn)品中，以硅氧為主（二代硅氧，大部分出貨至海外），本質(zhì)原因是貝特瑞、杉杉為代表的氧化亞硅產(chǎn)品成熟度較高。硅氧負(fù)極需要提升的點(diǎn)在于首效和能量密度。

從中長期提升能量密度的角度出發(fā)，材料廠商傾向于發(fā)展硅碳負(fù)極，尤其是氣相沉積法下的硅碳路線。本質(zhì)上是打開能量密度上限、控制膨脹率、提升循環(huán)壽命。現(xiàn)有硅碳負(fù)極是用傳統(tǒng)研磨法生產(chǎn)。研磨法下硅顆粒尺寸較大（通常在100nm以上），膨脹問題難以解決。CVD法通過將硅納米顆粒沉積在碳基體表面形成復(fù)合材料，基于其產(chǎn)品組分均勻、結(jié)構(gòu)致密，CVD法生成的復(fù)合材料膨脹率更低，對(duì)應(yīng)循環(huán)性能得到顯著提升，可以更好的發(fā)揮硅碳負(fù)極高容量的性能優(yōu)勢(shì)，待產(chǎn)品成熟，規(guī)?；当竞笥型笈繎?yīng)用。

從材料廠的選擇驗(yàn)證，頭部材料企業(yè)傾向于采用CVD法硅碳負(fù)極。表：硅氧硅碳兩種技術(shù)路線資料：粉體圈公眾號(hào)、天風(fēng)證券研究所9CVD法提升能量密度幅度高，且膨脹率低，循環(huán)性能優(yōu)異

氣相沉積（CVD）法核心工藝流程：氣相沉積法是通過多孔碳骨架來儲(chǔ)硅，先用高分子材料制造出類似海綿一樣具有多孔結(jié)構(gòu)的碳顆粒，然后向多孔碳顆粒的孔隙里通入硅烷氣體，通過高溫?zé)峤馐箽怏w沉淀成硅納米顆粒分散在多孔碳的孔隙里，該方法能對(duì)制備的納米材料實(shí)現(xiàn)分子尺度的控制，產(chǎn)品形貌較好，同時(shí)沉積產(chǎn)生的硅碳材料組分均勻，結(jié)構(gòu)較為致密，通過多孔碳內(nèi)部的空隙來緩沖體積膨脹，因此膨脹率低，循環(huán)優(yōu)異。?

CVD法的核心優(yōu)勢(shì)：1）碳骨架具備不錯(cuò)的儲(chǔ)鋰能力；2）碳骨架本身密度小質(zhì)量輕，使得材料能量密度高；3）CVD氣相沉積硅所需生產(chǎn)流程短，設(shè)備少，理論成本低。?

CVD法的核心難點(diǎn)在于多孔碳的選型、沉積設(shè)備和沉積工藝：1）碳骨架的好壞直接決定產(chǎn)品的量產(chǎn)能力（孔徑、孔容、孔隙率均一性）；2）沉積設(shè)備是量產(chǎn)瓶頸（回轉(zhuǎn)窯容易沉積/包覆不均勻、而導(dǎo)致性能較差，且硅烷利用率低；流化床高密閉性、高氣壓，放量困難）3）沉積工藝的量產(chǎn)工藝一致性要求極高。表：CVD法硅碳負(fù)極與常規(guī)硅碳性能對(duì)比資料：粉體圈公眾號(hào)、天風(fēng)證券研究所10三氣相沉積法硅碳負(fù)極產(chǎn)業(yè)鏈?

設(shè)備工藝：回轉(zhuǎn)窯法氣密性差且硅烷利用率低，隨著流化床設(shè)備成熟度的提升，流化床法成為各家的共同選擇?

核心材料-多孔炭：從0-1新應(yīng)用，量產(chǎn)難度大，專業(yè)多孔炭企業(yè)享技術(shù)/成本優(yōu)勢(shì)?

核心材料-硅烷氣：特氣市場供需兩旺，硅碳新應(yīng)用打開需求空間11設(shè)備端：回轉(zhuǎn)窯技術(shù)不斷革新，但產(chǎn)品性能相對(duì)較差設(shè)備介紹：回轉(zhuǎn)窯主要是由筒體、轉(zhuǎn)動(dòng)裝置、支撐裝置、擋輪裝置、窯頭密封裝置構(gòu)成。工藝流程：物料從窯尾進(jìn)入窯內(nèi)煅燒，由于筒體的傾斜和緩慢的回轉(zhuǎn)作用，物料既沿圓周方向翻滾又沿軸向移動(dòng)，生成熟料經(jīng)窯頭罩進(jìn)入冷卻機(jī)冷卻。燃料由窯頭噴入窯內(nèi)，燃燒產(chǎn)生的廢氣與物料進(jìn)行交換沖擊式破碎機(jī)后，由窯尾導(dǎo)出。優(yōu)勢(shì)：單機(jī)產(chǎn)能大、運(yùn)行穩(wěn)定、燃料適應(yīng)性好等，并且在近兩年技術(shù)取得大幅創(chuàng)新，能耗逐步下降。劣勢(shì)：占地面積大，熱效率低，造價(jià)高，同時(shí)，生產(chǎn)線水平高低不一、缺乏高端技術(shù)人才?？傮w來看，使用回轉(zhuǎn)窯沉積時(shí)硅烷極易發(fā)生自燃爆炸而存在安全隱患，且由于燃燒產(chǎn)生的固體沉淀導(dǎo)致回轉(zhuǎn)窯中硅烷的使用率低，硅烷的較多浪費(fèi)和也使得量產(chǎn)的硅碳產(chǎn)品成本較高。圖：回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線工藝流程圖圖：回轉(zhuǎn)窯結(jié)構(gòu)圖資料：三回程烘干機(jī)網(wǎng)、青山技術(shù)、紅星機(jī)器集團(tuán)官網(wǎng)、天風(fēng)證券研究所12設(shè)備端：流化床制備硅碳有望進(jìn)一步擴(kuò)大至百噸級(jí)，具備量產(chǎn)能力工藝流程：在硅碳制備中，流化床反應(yīng)器可以實(shí)現(xiàn)硅和碳的化學(xué)氣相沉積。硅源和碳源被注入到流化床反應(yīng)器中，通過加熱和反應(yīng)氣體的作用，硅和碳在流化床中發(fā)生反應(yīng)并沉積在顆粒表面，形成硅碳復(fù)合材料。優(yōu)勢(shì)：反應(yīng)物顆粒與氣相的接觸程度大、包覆均勻性好等。劣勢(shì)：成片純度不高、設(shè)備零件使用期限短，因此目前流化床規(guī)模較小。流化床沉積設(shè)備生產(chǎn)商主要為國內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)蘇州紐姆特，其連續(xù)化開發(fā)速度處于行業(yè)領(lǐng)先地位。流化床化學(xué)氣相沉積制備高性能硅氧碳負(fù)極材料技術(shù)目前已由百克級(jí)別實(shí)驗(yàn)室制備發(fā)展至百公斤級(jí)中試階段，可見制備生產(chǎn)能力顯著提升，產(chǎn)品已通過企業(yè)評(píng)測(cè)實(shí)現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)化，未來有望進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)百噸級(jí)工業(yè)應(yīng)用階段。我國作為世界最大工業(yè)化國家，隨著流化床技術(shù)不斷提升，能耗有望逐年遞減，應(yīng)用持續(xù)擴(kuò)寬，有望取得市場更多信賴。圖：多流程循環(huán)流化床工藝流程圖圖：流化床結(jié)合碳熱還原反應(yīng)制備碳化硅晶須資料：啟迪清潔能源網(wǎng)、X技術(shù)、天風(fēng)證券研究所13設(shè)備端：目前廠家傾向流化床，成本低/安全性更好/性能更優(yōu)1.

成本控制：流化床法的成本較低，不需要額外的后燃室和脫臭裝置；同時(shí)硅烷利用率也較高，可以降低原料的消耗。回轉(zhuǎn)窯法硅烷利用率較低，以及需要更多的設(shè)備及占地面積，成本較高。2.

可實(shí)現(xiàn)性/難易程度：由于流化床需要設(shè)備滿足高密閉性、高氣壓，以及為了回收被流體帶到反應(yīng)器的上部或者外面的顆粒，在流化床中心必須有氣固分離裝置，流化床法的可實(shí)現(xiàn)性和難易程度較高。相對(duì)而言，回轉(zhuǎn)窯法的可實(shí)現(xiàn)性和難易程度較低，但回轉(zhuǎn)窯沉積不均勻，包裹不完善，安全隱患大。3.

產(chǎn)品性能：流化床法的產(chǎn)品性能較優(yōu)，可制備出實(shí)收率更高、無定形、納米尺寸和碳包裹的硅碳復(fù)合材料。這種材料具有沉積更均勻等優(yōu)點(diǎn)?；剞D(zhuǎn)窯法的產(chǎn)品性能較差，因?yàn)樗苽涑龅墓杼紡?fù)合材料碳包覆不完全。因此流化床生產(chǎn)效率更高。表：流化床占地面積、燃燒效率等關(guān)鍵指標(biāo)均優(yōu)于回轉(zhuǎn)窯資料：亞聯(lián)集團(tuán)官網(wǎng)、中國鍋爐與鍋爐水處理協(xié)會(huì)公眾號(hào)等，天風(fēng)證券研究所14材料端：多孔碳批量生產(chǎn)難度較大，對(duì)硅碳負(fù)極性能關(guān)鍵多孔炭和硅烷氣是硅碳負(fù)極的兩個(gè)核心原材料。

多孔炭是與硅碳負(fù)極匹配度極高，從0-1的新材料。以多孔碳材料作為硅碳負(fù)極的碳骨架，采用CVD氣相沉積方法向多孔碳骨架顆粒的孔隙里通入硅烷氣體，通過加熱使氣體沉淀成硅納米顆粒分散在多孔碳的孔隙里，合成硅碳復(fù)合材料

。多孔碳材料是具有不同孔結(jié)構(gòu)的碳材料，具有高化學(xué)穩(wěn)定性、高導(dǎo)電性、高比表面積和豐富可調(diào)的多孔結(jié)構(gòu)，在能源存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)換、催化、吸附分離等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景。在硅碳負(fù)極領(lǐng)域的應(yīng)用催化了多孔炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

多孔炭對(duì)最終硅碳負(fù)極的性能起關(guān)鍵性作用：1）通過多孔碳內(nèi)部的空隙來緩沖硅嵌入鋰過程中的體積膨脹效應(yīng);2）碳層包覆減少了裸硅與電解液的直接接觸，抑制了SEI膜(固體電解質(zhì)界面)重復(fù)生長，進(jìn)而提升了鋰電池的倍率性能及首次庫倫效率。

因此硅碳負(fù)極純品對(duì)多孔炭的品質(zhì)提出了極高的要求：碳骨架的好壞直接決定產(chǎn)品的量產(chǎn)能力，不同多孔碳需要和不同的石墨作為匹配，才能在電芯端表現(xiàn)出良好的性能。不同場景下的碳骨架孔徑、孔容、孔隙率要求均不一樣，性能差異極大，需要專業(yè)的電芯設(shè)計(jì)人員配合才能完成開發(fā)。圖：硅碳負(fù)極制備圖圖：多孔炭的設(shè)計(jì)和量產(chǎn)品質(zhì)對(duì)硅碳純品的性能影響較大資料：X技術(shù)、粉體圈公眾號(hào)、天風(fēng)證券研究所15材料端：多孔碳批量生產(chǎn)難度較大，對(duì)硅碳負(fù)極性能關(guān)鍵

多孔炭競爭格局：木質(zhì)相比樹脂類有性價(jià)比優(yōu)勢(shì)，專業(yè)廠商相比負(fù)極廠自制有性能和成本優(yōu)勢(shì)。1）產(chǎn)品路線格局：從技術(shù)路線上看多孔炭有樹脂基和木質(zhì)基兩類。從性能角度，樹脂炭占優(yōu)。樹脂基生產(chǎn)球形多孔炭，對(duì)應(yīng)降低表面應(yīng)力，降低膨脹率，提升循環(huán)性能；微孔一致性好，孔徑分布均勻，有益于硅烷均勻沉積，在高壓實(shí)下也不易破碎。從成本/性價(jià)比角度，木質(zhì)炭占優(yōu)。木質(zhì)炭的原料是木質(zhì)素，是造紙等行業(yè)的工業(yè)廢料，成本低、廣且具備環(huán)保效益。2）產(chǎn)業(yè)鏈分工格局：硅碳負(fù)極大廠嘗試自產(chǎn)多孔炭，但專業(yè)的多孔炭廠家具備1）原料篩選、加工處理優(yōu)勢(shì)，以及2）降低原料單耗、能耗，以及規(guī)模效應(yīng)攤薄成本等降本優(yōu)勢(shì)。有助于專業(yè)的多孔炭廠家率先放量，助力硅碳負(fù)極量產(chǎn)，同時(shí)中長期憑借成本優(yōu)勢(shì)占據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈龍頭地位。表：多孔碳兩種技術(shù)路徑對(duì)比資料：《

木質(zhì)素基多孔炭材料的制備及應(yīng)用研究進(jìn)展

》、天風(fēng)證券研究所16材料端：硅烷應(yīng)用廣泛，供給側(cè)放量助力鋰電池硅基負(fù)極發(fā)展

產(chǎn)品介紹：硅烷是化學(xué)通式為?in???+?的一系列硅和氫的化合物總稱，其中甲硅烷化學(xué)分子式為?i??

，習(xí)慣上稱為硅烷。電子級(jí)硅烷氣是一種高純級(jí)別的電子特種氣體，屬于國家大力支持發(fā)展的新材料。電子級(jí)硅烷氣主要由硅粉、氫氣、四氯化硅、催化劑等經(jīng)過各種反應(yīng)蒸餾、提純而得。純度3N～4N稱為工業(yè)級(jí)硅烷，純度在6N以上的稱為電子級(jí)硅烷氣。

硅烷氣特性：硅烷氣作為一種載運(yùn)硅組分的氣體源，純度高且能實(shí)現(xiàn)精細(xì)控制，是其他硅源無法取代的重要特殊氣體。單硅烷通過熱解反應(yīng)生成晶體硅，是目前世界上大規(guī)模生產(chǎn)粒狀單晶硅、多晶硅的方法之一，廣泛應(yīng)用于微電子、光電子工業(yè)，硅烷氣的純度將影響制造硅基晶體的純度，而硅基晶體的純度將極大影響下游行業(yè)產(chǎn)品的性能。

下游應(yīng)用廣泛：硅烷氣在傳統(tǒng)領(lǐng)域的應(yīng)用包括光伏、顯示面板、半導(dǎo)體，在新興領(lǐng)域應(yīng)用于鋰電池硅碳負(fù)極和多晶硅。

需求逐年增加：傳統(tǒng)領(lǐng)域增量以光伏行業(yè)為主，新興領(lǐng)域增量聚焦于硅碳負(fù)極領(lǐng)域。根據(jù)硅烷科技的回復(fù)函測(cè)算，光伏行業(yè)2023/2024/2025年硅烷氣需求分別為8722.95/12557.00/18044.88噸；顯示面板行業(yè)，預(yù)計(jì)2023/2024/2025年硅烷氣需求分別為2049.84/2335.79/2661.64噸；半導(dǎo)體行業(yè)，預(yù)計(jì)2023/2024/2025年硅烷氣需求分別為251.92/293.19/341.21噸。硅碳負(fù)極領(lǐng)域和電子級(jí)多晶硅領(lǐng)域是硅烷新興的重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域，新領(lǐng)域25年合計(jì)的新增需求預(yù)計(jì)在2萬噸+。表：傳統(tǒng)行業(yè)未來硅烷氣需求以光伏產(chǎn)業(yè)為主，半導(dǎo)體行業(yè)需求量級(jí)較小行業(yè)需求（噸）

2023E2024E125572025E18045光伏8723顯示面板半導(dǎo)體205025223362932662341資料：硅烷科技可轉(zhuǎn)債回復(fù)函、天風(fēng)證券研究所17材料端：硅烷應(yīng)用廣泛，供給側(cè)放量助力鋰電池硅基負(fù)極發(fā)展

競爭格局：硅烷氣市場競爭格局比較集中，主要以現(xiàn)有企業(yè)為主。我們認(rèn)為電子級(jí)硅烷氣目前的市場競爭主要體現(xiàn)為現(xiàn)有企業(yè)之間關(guān)于快速擴(kuò)產(chǎn)填補(bǔ)市場缺口能力的競爭，以及捕捉市場機(jī)遇、在硅碳負(fù)極材料及電子級(jí)多晶硅等新興應(yīng)用領(lǐng)域搶先布局、獲取優(yōu)質(zhì)客戶能力的競爭。但由于電子級(jí)硅烷氣行業(yè)具有較高的工藝技術(shù)、工程實(shí)踐、生產(chǎn)管理和客戶認(rèn)證門檻，預(yù)計(jì)未來三年內(nèi)市場供給仍以硅烷科技、興洋科技、中寧硅業(yè)等企業(yè)為主，同時(shí)和遠(yuǎn)氣體等綜合性氣體企業(yè)若順利切入本行業(yè)，也將在未來的市場競爭中占據(jù)重要地位。

供需情況：2023年需求側(cè)缺口較大，2024年開始供給側(cè)逐步放量，預(yù)計(jì)供不應(yīng)求形勢(shì)持續(xù)至2025年。根據(jù)硅烷科技回復(fù)函中統(tǒng)計(jì)的各家材料廠商披露的現(xiàn)有及在建產(chǎn)能，預(yù)計(jì)2023/2024/2025年硅烷市場年產(chǎn)能合計(jì)分別為9500噸/14487噸/38375噸，以同期傳統(tǒng)下游市場需求量和新增應(yīng)用領(lǐng)域需求量為基礎(chǔ)計(jì)算行業(yè)未來硅烷氣年需求量分別為12364噸/22195噸/44347噸。總體上24年供給端產(chǎn)能建設(shè)完成逐步投產(chǎn)，需求端隨著硅基負(fù)極、電子級(jí)多晶硅等新興市場的持續(xù)升溫有望進(jìn)一步擴(kuò)大，近兩年維持供不應(yīng)求的市場表：2024-2025年硅烷廠商產(chǎn)能大量投產(chǎn)格局。表：硅烷科技預(yù)計(jì)硅烷氣需求側(cè)缺口預(yù)計(jì)持續(xù)至2025年資料：硅烷科技可轉(zhuǎn)債回復(fù)函、天風(fēng)證券研究所18四建議關(guān)注標(biāo)的?

元力股份：顆粒炭替代煤基炭為主業(yè)成長性賦能，新能源碳材料蓄勢(shì)向上?

硅烷科技：硅碳新應(yīng)用打開硅烷需求空間，特氣龍頭享硅烷供不應(yīng)求周期19元力股份：顆粒炭替代煤基炭為主業(yè)成長性賦能，新能源碳材料蓄勢(shì)向上

活性炭業(yè)務(wù)：顆粒碳替代煤質(zhì)炭為主業(yè)高成長賦能1）活性炭領(lǐng)域國內(nèi)王者：粉狀活性炭元力國內(nèi)市占率30%，10萬噸產(chǎn)能遠(yuǎn)超國內(nèi)友商（產(chǎn)能通常在2萬噸以內(nèi)），顆粒炭元力從2020年起開始批量量產(chǎn)，產(chǎn)品力領(lǐng)先國內(nèi)同行；2）本質(zhì)優(yōu)勢(shì)在于成本/產(chǎn)品工藝：成本控制領(lǐng)先：粉狀炭業(yè)內(nèi)的生產(chǎn)工藝以磷酸法為主。元力通過工藝優(yōu)化，目前磷酸的單耗控制在100公斤左右，磷酸單耗在250-300公斤以上。按照單噸節(jié)約150-200公斤磷酸，單價(jià)0.6萬元/噸，對(duì)應(yīng)單噸活性炭成本節(jié)約1000元/噸。產(chǎn)品研發(fā)/品質(zhì)領(lǐng)先：