1.1. 为什么硅是能量密度的关键？

为了实现更高的续航里程，电动汽车的电池需要存储足够的能量，同时又不能增加过多的重量，不能占用过多的空间，这就需要高能量密度。

负极从石墨体系到硅基负极将是未来的升级方向，产品升级促进价值量提升。

石墨材料的理论克容量为372mAh/g（每6个碳原子嵌入1个锂离子，形成LiC6结构），目前高端产品已经达到360-365mAh/g，接近理论容量，石墨负极材料逐步达到上限。因此需要更高能量密度的新材料来应对需求。

在电池充放电过程中，硅的体积会大幅膨胀（高达300％以上)，进而导致出现裂缝，从而发生硅负极颗粒化，硅负极材料颗粒之间连接断裂，导致硅负极电池快速衰竭。这是阻碍硅在锂电池中未能得到广泛使用的核心原因。

2.2. 碳纳米管是硅负极广泛应用的关键所在

单壁碳纳米管解决了硅负极在锂电池应用的根本性问题。单壁碳纳米管由于管良好的导电性、高强度、高柔性、高长径比，以及在加入低剂量的情况下即可在材料内部形成发达网络的能力，在引入硅负极后可覆盖硅颗粒表面并在硅颗粒之间建立高度导电和持久的连接。

单壁碳纳米管使得硅颗粒之间的连接非常紧密、导电性好且牢固，即使发生硅负极颗粒体积膨胀并开始分裂，这些颗粒仍可通过单壁碳纳米管保持良好连接。

单壁碳纳米管同时显著加长了硅负极的循环寿命。添加单壁碳纳米管，高硅含量的电池可满足循环寿命的要求。

单壁碳纳米管可以制造出SiO含量为20％、600mAh/g容量和1500循环的硅负极，基本足够满足高能量密度、高倍率性能、高性价比的新一代动力电池，能量密度可超过300Wh/kg 和800Wh/l。

为了实现锂电池导电剂主要在应用正极材料及负极材料中，尤其是LFP，NCM及硅碳负极一般都需要配合导电剂尤其是CNT 导电剂使用。CNT导电剂对锂电池综合性能明显提升，同时 CNT量产规模不断扩大促进成本逐步下行，在锂电池中的性价比逐步体现，未来其渗透率将逐步提升。

3.3. 碳纳米管空间巨大将受益电池“黑科技”堆料

CNT导电浆料市场未来三年将突破10万吨，对应市场空间超过40亿元随着动力电池、3C电池、储能电池的蓬勃发展，CNT导电剂渗透率的不断提升，CNT从正极LFP，NCM到硅基负极体系的不断渗透。

预计到2022 年，CNT导电浆料市场将突破10万吨，对应市场空间超过40亿元，将在 2019年约2.8万吨的基础上增长3倍。

根据市场空间测算关系：

市场空间=CNT 渗透率* 锂电行业总量* 市占率

未来锂电行业总量将保持高速增长，对应的锂电池正极LFP及NCM材料将伴随行业的高速增长而增长，同时锂电负极材料硅基化的产品升级也将呈现高增长。CNT是与锂电行业大趋势—正极高镍化、负极硅系化—最为匹配的导电剂材料，CNT在导电剂中的渗透率将稳步提升。

锂电池行业需求不及预期风险，导电剂技术革新。

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作者：东北证券 笪佳敏 李金洪

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