华龙证券电力设备深度报告指出，电池能量密度提升驱动负极材料向高性能迭代。当前以石墨为主（理论容量372mAh/g已接近极限），中短期向硅基负极发展（理论容量4200mAh/g），长期有望切换至金属锂负极（比容量3860mAh/g、电极电势-3.04V）。硅基负极的核心挑战是充放电过程中的体积膨胀，当前多与石墨掺混使用，碳纳米管被认为是解决硅膨胀性的最优材料。上海洗霸硅碳负极材料（近零膨胀）十吨级产线已稳产超一年，获国内消费电池大厂认可，百吨级产线安装完毕；宁德新能源已入股。固态电池负极材料迭代路径清晰，产业链机会明确。
负极材料迭代路径——石墨→硅基→金属锂
当前锂电市场主流为石墨负极，理论容量372mAh/g，各项技术已较为成熟，容量接近极限。硅基负极理论比容量4200mAh/g（石墨的11倍），且具有较低的脱嵌锂电位（~0.4V vs Li/Li⁺），充电时可避免表面析锂。硅基负极主要挑战在于充放电过程中体积膨胀明显（可达300%以上），当前多与石墨掺混，在提升容量同时保证其他性能达标。
金属锂具有极高比容量（3860mAh/g）和极低电极电势（-3.04V），是远期负极材料的理想选择。但金属锂的不均匀沉积会导致锂枝晶生长、界面副反应增加，从而降低充放电效率和循环寿命。固态电池的固态电解质有望从物理上抑制锂枝晶穿透，使金属锂负极的应用成为可能。
硅基负极产业化进展——上海洗霸领跑
上海洗霸硅碳负极材料（近零膨胀）年十吨级产线已于2023年初完成安装与调试，并已稳产一年以上，性能与品质达国内先进水平，合格样品已得到国内消费电池大厂的技术和商务认可，放大百吨级产线已安装结束，处于设备调试最后阶段。宁德新能源已入股上海洗霸。
元力股份新募投项目拟建设四条年产500吨硅碳负极材料多孔碳生产线（合计2000吨/年）。翔丰华自主研发锂电池低温低成本石墨负极材料，针对动力电池及便携电子领域低温下高安全性、高循环寿命需求。璞泰来新型CVD沉积硅碳负极材料可适配半固态/固态电池，对锂金属负极持续开展前瞻性研发。贝特瑞CVD硅碳产品获全球多家主流动力客户认可，预计2025年批量供应。
碳纳米管——硅基负极的关键辅材
碳纳米管被认为是解决硅负极膨胀性的最优材料。碳纳米管的一维线状结构能在硅颗粒表面及之间建立点线接触式的高度导电、紧密连接，在硅负极颗粒体积膨胀并出现裂缝时可通过碳纳米管保持良好连接，减少材料破裂，维持负极稳定。随着硅基负极发展，碳纳米管导电剂将发挥越来越重要的作用。天奈科技2024年碳纳米管导电浆料出货量占中国市场份额53.2%，稳居行业第一。
表4：负极材料技术路线迭代路径| 阶段 | 负极材料 | 理论比容量 | 核心挑战 | 代表企业 |
|---|
| 当前 | 石墨 | 372 mAh/g | 容量接近极限 | 贝特瑞、璞泰来 |
| 中短期 | 硅基（掺混石墨） | 4200 mAh/g | 体积膨胀（300%+） | 上海洗霸、元力股份、翔丰华 |
| 长期 | 金属锂 | 3860 mAh/g | 锂枝晶、界面副反应 | 璞泰来（前瞻研发） |
