文 | 产业观察室
在锂电池性能迭代的赛道上，负极材料的突破已成为决定下一代技术竞争力的关键变量之一。以硅基负极替代当前主流石墨材料，是实现锂电池能量密度跃升的重要路径，被业界普遍认为是下一代负极材料革命的主流解决方案。
当前，硅基负极的产业化需求正呈现指数级增长。然而，从技术潜力到商业化落地，硅基负极仍需跨越成本高企、工艺瓶颈等多重关卡，其产业演进与投资机遇的背后，是材料创新、产业链协同与资本布局的深度耦合。
石墨负极触顶硅基材料可否撑起大局？
国内硅基负极材料知名企业物科金硅公司（系国科新能创投Family成员企业）技术研发负责人坦言，当前，商业化锂电池负极几乎被石墨材料垄断，但这一技术路线已逼近性能天花板。
从核心指标看，石墨类负极的理论比容量约为370mAh/g，而经过多年工艺优化，高端商业化石墨的实际比容量约为360mAh/g，距离理论上限不足4%。
这意味着，即便对石墨材料进行精细化改进，其对锂电池能量密度的提升空间已极为有限，无法满足新能源汽车、储能等场景对更高续航、更优性能的需求。
图片来源：马里亚纳锂电，山西证券研究所
该负责人还表示，在此背景下，硅（Si）凭借其独特的理化特性，成为负极材料迭代的关键突破方向。
其一，硅在常温下与锂合金化，理论比容量高达4200mAh/g，是目前石墨类负极材料的10倍以上。这一性能优势直接决定了其在高能量密度电池中的重要地位。
其二，硅元素在地壳中含量丰富，分布广泛，为地壳质量的25.8%，是地壳中储量第二丰富的元素，无需担忧原材料供应的稀缺性问题，可以规避部分新材料资源垄断的风险。
其三，硅具有比石墨略高的电位平台（约0.4V，Li/Li+），安全性更优。
其四，硅基负极材料的低温性能比石墨优良，在寒冷地区使用场景中表现更稳定。
其五，能从各个方向提供锂离子嵌入和脱出的通道，快充性能突出，契合当前终端市场对补能效率的核心诉求。
从产业发展规律看，当一种材料同时具备性能优势、资源优势与应用适配性时，其对传统石墨材料的替代路径已具备了高可行性的产业逻辑支撑。
而且，硅基负极对石墨的替代，并非简单的技术升级，而是锂电池从增量改进到“存量革命”的重要转折。
硅基负极突破技术迭代瓶颈但成本高企制约商业化应用
业内资深人士分析，硅基负极的技术演进并非一蹴而就，而是经历了多代工艺的迭代升级。从早期的研磨法硅碳复合材料，到中期的硅氧负极，再到当前主流的化学气相沉积（CVD）硅碳技术，每一代技术都在针对性解决前序方案的核心痛点。
WZ系列块状重组树脂材料（图片来源：物科金硅）
其中，硅基负极普遍存在膨胀率高、首效低、成本高的缺点。相比研磨法硅碳和硅氧材料，目前CVD硅碳已经大幅改善膨胀和首效低的技术问题，通过石墨基掺硅碳复合技术方案，负极整体膨胀大幅降低，0.8V电压下首圈库仑效率达84%以上，总体上可以满足动力电池的商业化使用标准。
图片来源:《化学气相沉积法在锂离子电池硅/碳负极中的应用》成业等，山西证券研究所
当前，技术痛点的缓解并未完全打通商业化路径，成本高企仍是当前制约硅基负极大规模应用的核心瓶颈。数据显示，当前电池级硅碳负极的市场价格为40-70万元/吨，而行业普遍认为，其相较石墨负极的经济拐点需降至15-20万元/吨。
这一价差背后，是设备折旧、原材料成本与工艺复杂度共同作用的结果。要实现硅基负极的规模化应用，需从全产业链维度推动成本下降，这不仅是技术问题，更是产业链协同与资源整合能力的考验，其进展直接决定了硅基负极的商业化节奏。
- CVD产能升级的成本压缩效应
物科金硅公司有关负责人称，设备是硅基负极生产的核心资产，其产能规模与折旧成本直接影响产品经济性。当前主流的CVD设备为20kg级，单台年产能约12吨，设备采购价大约为60万元，产能分散、单位能耗高的问题较为突出。而技术前沿的百公斤级CVD设备已进入量产验证阶段，单线年产能提升至60吨，是传统设备的5倍。设备升级不仅是工艺进步的体现，更是硅基负极突破“成本魔咒”的基础前提。
- 硅烷与多孔碳的“价格生死线”
相较于设备端的渐进式降本，材料端的优化对硅碳负极成本的影响更为直接。
数据显示，硅烷与多孔碳在硅碳负极原材料成本中的占比超70%，二者的价格波动直接决定了硅基负极的“生死线”。
当前，主流多孔碳按照原材料分为生物质基（椰壳）和树脂基（酚醛树脂）。生物质基多孔碳目前价格15万/吨左右，而树脂基多孔碳价格为40万/吨左右。按照1吨硅碳需要0.5吨多孔碳测算，其多孔碳材料成本约7-20万/吨。
硅烷来源包括特气企业和光伏材料企业，其中光伏材料企业依托于颗粒硅生产，其硅烷现金成本可压至4万元以下，远低于特气企业硅烷成本，且随着颗粒硅产能扩张（2025年全球预计超100万吨），硅烷供应量将激增，价格亦将进一步下降。
在锂电行业内卷加剧的背景下，单一企业的技术优势已难以持续，产业链协同能力成为构建成本护城河的关键。例如，物科金硅通过深度绑定关键材料供应商，在硅基负极赛道形成了独特的成本优势。
从硅烷供应看，物科金硅在陕西榆林新建产能，直接采用颗粒硅赛道头部企业天宏瑞科的硅烷气，且双方厂房距离极近，硅烷可通过管道直接运输，原材料成本优势可见一斑。该公司同时也是树脂多孔碳头部企业圣泉集团在硅碳负极赛道布局投资的企业，在多孔碳新材料应用、成本、保供方面也有优势。
商业化窗口开启，资本注硅基负极全链机遇
图片来源：GGII，东吴证券研究所测算
在硅基负极的产业浪潮中，资本的布局并非盲目追逐热点，而是基于对技术趋势、产业链规律与企业竞争力的深度研判。以国科新能创投为例，其投资物科金硅，正是围绕“产业研究驱动、行业痛点入手、沿创新链布局”的投资策略展开的。
正如国科新能创投创始合伙人方建华所言，硅基负极的商业化是一个长期过程，从石墨负极的性能触顶，到硅基材料的技术突破，再到降本路径的逐步清晰，硅基负极已进入新的窗口期。
方建华结合赛道特性分析，从投资视角来看，硅基负极的机遇并非局限于单一企业。这一赛道的竞争也将是技术、成本与产业链资源的综合较量，贯穿设备、材料、下游应用的全产业链。
“随着百公斤级CVD设备的量产、颗粒硅产能的扩张与多孔碳材料的降本，硅基负极的商业化步伐将进一步加快。那些提前布局、深度协同的企业，有望成为行业的‘黑马’，或将助推锂电池负极下一代革命。”从方建华的话语里，我们似乎已触摸到硅基负极商业化的脉搏。
热门跟贴