2021年连锁超市经营情况报告
连锁超市经营情况报告2021
报告基于中国连锁经营协会调研数据，对2020年超市业态的发展情况进行了梳理。
2020年是特殊的一年，新冠肺炎疫情打乱了正常的生产生活秩序。在疫情中，超市企业克服重重困难，坚持正常营业，在承担企业社会责任的同时，也取得销售业绩增长。
2020年，超市百强销售规模为9680亿元，同比增长4.4%，门店总数为3.1万个，同比增长7.4%。其中，大型超市(6000平方米及以上)约占总门店数的14.4%，超市(2000到6000平方米)约占12.3%，社区超市(小于2000平方米)约占73.3%。新增门店绝大部分是贴近社区、以经营生鲜食品为主的社区型门店。
2020年销售先高后低，全年保持正增长。今年上半年，超市业态由于在去年疫情间形成的高基数、疫情反复与社区团购带来的冲击，门店客流和同店收入下降，营收和利润增长承压。
报告主要观点如下：
一、一个集中
头部企业依然快速发展，集中度进一步上升。
超市百强销售和门店数依然保持正向增长，但增长速度放缓。快消连锁百强（2019年上榜企业调整为超市企业，榜单名称也改为超市百强）前十名占百强企业销售份额在提升，2020年达到62.5%。
二、两个分化
——企业赢利能力分化。
样本超市整体毛利率提升，由2019年的17.9%提升1.1个百分点，达19.0%。因防疫防护、人员加班补贴等刚性支出，净利润率有所下降，从1.2%下降到1.1%。对比2019年企业毛利率和净利率分布，两者分化都有所加大。西部企业、销售小于10亿元的企业平均净利润率下降较为显著。
——城市表现分化，细分业态分化。
2020年，超市企业同店可比销售增长整体放缓，平均增长率为4.1%，增长主要来源于三线城市。大型超市和超市同店可比销售在三线城市表现最好，社区超市在四线城市表现最好。从细分业态维度看，大超和社区超市增长较快，超市增长最慢。
三、三个调整
——店型调整，从聚客大店到便利性小店我国超市业态形成了大型超市+超市+社区超市的格局。大型超市和超市占据核心商圈，覆盖5到20和3到5公里的商圈，社区超市临近各居民区，覆盖1到3公里的商圈，填补空白和销售薄弱区域。每家企业也根据所在城市商圈、物业的特点，配置面积大小不等、功能定位不一的各类型门店。
超市的调查数据看，实体超市新开门店越来越多向主营生鲜食品的小型社区门店转型，面积从两三百平方米到一两千平分米不等，平均面积约900平方米。目前超市百强企业门店中七成是小型社区门店。
——定位调整，从一站购足到特定人群的品质生活满足。
1. 超市品牌定位细化通过门店的面积、商品结构的差异设定、装修风格和配套设施的匹配来满足不同客群的需求。比如华润万家按照可支配收入、年龄、地域等因素先后推出了萬家MART、萬家CiTY等创新业态品牌；中百集团围绕“城市一刻钟便民生活圈”“社区·邻里·家”的概念，结合社区超市特点，重新细化顾客群，大力优化商品结构，推出平价生鲜店、Z时代青春店和邻里生活店等新店型。
2. 会员店开发及大型门店会员店改造从普适性的一站购物到针对会员的品质生活满足。会员店国内目前以两种形式运营，一种是以付费会员为服务对象，以山姆、Costco、麦德龙plus为代表，另一种是以永辉为代表的无需付费的会员店。二者都是通过精简商品SKU、精准客群定位、加大自有品牌商品占比提升门店吸客能力及客单价。从现有反馈看，大型超市改造后的门店销售业绩得到提升。
3、品类调整。随着门店定位的细化，商店的品类结构、规格、贩卖数量也随之调整。最明显的变化就是3R商品及自有品牌商品数量增加。
——扩充3R商品。随着家庭小型化，一人户及二人户的小家庭比例接近五成，在家做饭的经济性日益弱化。3R产品很好地满足了消费者对三餐制作的便利性需求。零售企业在加大3R商品占比的同时，也增加了与餐饮相关的服务，一是直接将餐饮企业具有SC认证的产品作为商品进行销售，加大3R产品的品类宽度与深度；二是与餐饮企业联营，由餐饮企业在门店内提供餐饮服务；三是邀请餐厅厨师到店现场制作，提升烟火气及体验感；四是在门店自建餐厅。
——强化自有品牌商品。2020年，超市百强企业平均拥有自有品牌商品近900个，销售占比4.3%，商品SKU数及销售份额持续增长。国内零售商中，永辉、沃尔玛（含山姆会员店）、华润万家、麦德龙、物美、盒马、大润发、家乐福等企业在自有品牌方面都走在行业的前列，但大部分中小零售商仍处于摸索与观望阶段。2020年对每个国家都是特殊的一年。疫情在世界范围内的传播虽具有一定的时滞，但各国以食品销售为主的连锁零售企业面临的问题是一样的：都经历了人手短缺、线上订单快速增长的困扰，最后业绩超出预期。中国零售企业在国家快速复工复产的背景下，虽也经历困难，但具有更强的韧性，发展也更为平稳。
连锁超市经营情况报告2021
报告基于中国连锁经营协会调研数据，对2020年超市业态的发展情况进行了梳理。
2020年是特殊的一年，新冠肺炎疫情打乱了正常的生产生活秩序。在疫情中，超市企业克服重重困难，坚持正常营业，在承担企业社会责任的同时，也取得销售业绩增长。
2020年，超市百强销售规模为9680亿元，同比增长4.4%，门店总数为3.1万个，同比增长7.4%。其中，大型超市(6000平方米及以上)约占总门店数的14.4%，超市(2000到6000平方米)约占12.3%，社区超市(小于2000平方米)约占73.3%。新增门店绝大部分是贴近社区、以经营生鲜食品为主的社区型门店。
2020年销售先高后低，全年保持正增长。今年上半年，超市业态由于在去年疫情间形成的高基数、疫情反复与社区团购带来的冲击，门店客流和同店收入下降，营收和利润增长承压。
报告主要观点如下：
一、一个集中
头部企业依然快速发展，集中度进一步上升。
超市百强销售和门店数依然保持正向增长，但增长速度放缓。快消连锁百强（2019年上榜企业调整为超市企业，榜单名称也改为超市百强）前十名占百强企业销售份额在提升，2020年达到62.5%。
二、两个分化
——企业赢利能力分化。
样本超市整体毛利率提升，由2019年的17.9%提升1.1个百分点，达19.0%。因防疫防护、人员加班补贴等刚性支出，净利润率有所下降，从1.2%下降到1.1%。对比2019年企业毛利率和净利率分布，两者分化都有所加大。西部企业、销售小于10亿元的企业平均净利润率下降较为显著。
——城市表现分化，细分业态分化。
2020年，超市企业同店可比销售增长整体放缓，平均增长率为4.1%，增长主要来源于三线城市。大型超市和超市同店可比销售在三线城市表现最好，社区超市在四线城市表现最好。从细分业态维度看，大超和社区超市增长较快，超市增长最慢。
三、三个调整
——店型调整，从聚客大店到便利性小店我国超市业态形成了大型超市+超市+社区超市的格局。大型超市和超市占据核心商圈，覆盖5到20和3到5公里的商圈，社区超市临近各居民区，覆盖1到3公里的商圈，填补空白和销售薄弱区域。每家企业也根据所在城市商圈、物业的特点，配置面积大小不等、功能定位不一的各类型门店。
超市的调查数据看，实体超市新开门店越来越多向主营生鲜食品的小型社区门店转型，面积从两三百平方米到一两千平分米不等，平均面积约900平方米。目前超市百强企业门店中七成是小型社区门店。
——定位调整，从一站购足到特定人群的品质生活满足。
1. 超市品牌定位细化通过门店的面积、商品结构的差异设定、装修风格和配套设施的匹配来满足不同客群的需求。比如华润万家按照可支配收入、年龄、地域等因素先后推出了萬家MART、萬家CiTY等创新业态品牌；中百集团围绕“城市一刻钟便民生活圈”“社区·邻里·家”的概念，结合社区超市特点，重新细化顾客群，大力优化商品结构，推出平价生鲜店、Z时代青春店和邻里生活店等新店型。
2. 会员店开发及大型门店会员店改造从普适性的一站购物到针对会员的品质生活满足。会员店国内目前以两种形式运营，一种是以付费会员为服务对象，以山姆、Costco、麦德龙plus为代表，另一种是以永辉为代表的无需付费的会员店。二者都是通过精简商品SKU、精准客群定位、加大自有品牌商品占比提升门店吸客能力及客单价。从现有反馈看，大型超市改造后的门店销售业绩得到提升。
3、品类调整。随着门店定位的细化，商店的品类结构、规格、贩卖数量也随之调整。最明显的变化就是3R商品及自有品牌商品数量增加。
——扩充3R商品。随着家庭小型化，一人户及二人户的小家庭比例接近五成，在家做饭的经济性日益弱化。3R产品很好地满足了消费者对三餐制作的便利性需求。零售企业在加大3R商品占比的同时，也增加了与餐饮相关的服务，一是直接将餐饮企业具有SC认证的产品作为商品进行销售，加大3R产品的品类宽度与深度；二是与餐饮企业联营，由餐饮企业在门店内提供餐饮服务；三是邀请餐厅厨师到店现场制作，提升烟火气及体验感；四是在门店自建餐厅。
——强化自有品牌商品。2020年，超市百强企业平均拥有自有品牌商品近900个，销售占比4.3%，商品SKU数及销售份额持续增长。国内零售商中，永辉、沃尔玛（含山姆会员店）、华润万家、麦德龙、物美、盒马、大润发、家乐福等企业在自有品牌方面都走在行业的前列，但大部分中小零售商仍处于摸索与观望阶段。2020年对每个国家都是特殊的一年。疫情在世界范围内的传播虽具有一定的时滞，但各国以食品销售为主的连锁零售企业面临的问题是一样的：都经历了人手短缺、线上订单快速增长的困扰，最后业绩超出预期。中国零售企业在国家快速复工复产的背景下，虽也经历困难，但具有更强的韧性，发展也更为平稳。
EDG夺冠，很牛！EDA夺冠，这支平均年龄24岁的团队也很牛啊
中国的一支年轻团队EDG夺冠，引发年轻粉丝的彻夜狂欢。但就在EDG夺冠的前三天，还有一支中国的年轻团队也拿到了一项很牛的冠军，他们参加的比赛简称EDA。
在11月4日结束的EDA领域国际会议ICCAD 2021上，华中科技大学计算机学院吕志鹏教授团队获得了CAD Contest布局布线（Routing with Cell Movement Advanced）算法竞赛的第一名。
ICCAD会议始于1980年，是EDA领域历史最悠久的顶级学术会议之一，其中CAD Contest算法竞赛作为会议的标志性事件，长期以来受到国际学术界与工业界的广泛关注。
每届竞赛的赛题均来自Cadence、Synopsys、Mentor Graphics、Nvidia、IBM等全球著名EDA或半导体公司的真实业务场景，涵盖集成电路设计、制造与测试等环节中的核心算法难题，如逻辑综合、布局布线、等价验证、时序分析等。
本届CAD Contest算法竞赛共有来自12个国家/地区的137支队伍参与，包括众多国内外知名高校与研究机构，如加州大学伯克利分校、东京大学、台湾大学、香港中文大学、复旦大学等。
因为有EDG夺冠的粉丝狂欢和刷屏在前，EDA夺冠引发了网友的对比评论：“带ED的就是牛”“这才叫电子竞技”“A是第一个字母，比G靠前，所以EDA比EDG厉害”……
华中科技大学计算机学院参赛的是一支什么样的团队？EDA又是一个什么样的东东？中国团队在EDA上夺冠意味着什么？
团队年龄接近“00后”，首次参赛就夺冠
华中科技大学计算机学院这支的参赛团队非常年轻，包括苏宙行博士、研究生罗灿辉、梁镜湖和谢振轩，平均年龄24岁。其中，谢振轩、梁镜湖均生于1999年，罗灿辉生于1998年。据悉，今年是该团队首次参加ICCAD竞赛。
吕志鹏教授团队所设计的启发式优化算法，在冗余导线检测、布线环路消除、并行化邻域评估加速、布局调整最优移动区域识别等多项关键技术上实现了突破。根据ICCAD 2021会议公布的竞赛结果，该团队所设计的算法在所有测试算例上均达到了竞赛中的最优结果。
“能得到这个成绩非常不容易。往年我们没有过多关注芯片设计领域，都不知道有这项比赛。这次和我们一起比拼的是国内外顶尖团队，他们中的大多数是该赛事的‘老将’，经验和积累都丰富得多。”研二学生罗灿辉说，在备赛期间，为了测试出最优方案，团队成员上百次测试，在每一次试错中前进一小步。
导师吕志鹏关注芯片领域不到三年。在此之前，吕志鹏主攻算法研究，2018年，他带领实验室里一群计算机专业出身、毫无芯片背景的“热心群众”，跳进了芯片主战场。年轻团队首次参赛即夺冠，背后是实验室团队40余年的积累。“我们深知，要想把科研成果写在祖国大地上，绝不能停留在学术研究的表面，一定要结合实际应用并落地。我们希望借助研究所数十年的积累与传承，一方面赋能中国企业解决EDA‘卡脖子’问题，另一方面为国家培养更多掌握核心技术的人才。”吕志鹏说。
吕志鹏介绍，从实验室创始人黄文奇教授开始，就格外注重对学生在精神和专业上的引导。从成立至今，实验室多次获得国际算法竞赛全球前三名。吕志鹏教授所在实验室自成立至今的40余年来，一直聚焦于NP难问题的求解算法与工业应用研究，曾多次获得国际算法竞赛全球前三名，如：2021年GECCO“最优相机布局与集合覆盖”国际算法竞赛第一名；2021年ISPD“晶圆级物理建模”切分布局布线国际算法竞赛第三名；2020年GECCO“最优相机布局与集合覆盖”国际算法竞赛第一名；2018年SAT国际算法竞赛第三名；2017年SAT国际算法竞赛第一名；2016年ROADEF/EURO“液化气库存路由”国际算法挑战赛第三名；2010年国际护士排班算法竞赛第三名；2008年国际大学排课表算法竞赛第二名等。
EDA是电子设计基石产业，被誉为“芯片之母”
那么，EDA又是什么呢？
EDA（Electronic Design Automation，电子设计自动化）是电子设计的基石产业，也被誉为“芯片之母”。
从市场规模看，百亿美金的EDA市场构筑了整个电子产业的根基，支撑起万亿美金的电子产业。因此，有业界评论称，“谁掌握了EDA，谁就有了芯片领域的主导权。”
本届竞赛的布局布线问题作为EDA芯片后端物理设计中最重要的环节，直接影响芯片的功耗、面积、时延等各项性能指标。其中，布局过程需将一系列电路单元放置于给定的长方体空间中；而布线过程则需将属于同一个网的单元引脚用导线连接起来。参赛算法需要在考虑空间容量、电压区、最小布线层、金属层布线方向等众多真实约束的情况下，确定每个单元在芯片内的位置，并同时为每个网规划无短路、无断路的信号传输路径，使得导线的加权总长度最短。
EDA隶属工业软件研发设计领域。工业软件按照功能主要分为研发设计、生产控制、运营管理以及嵌入式工业软件。EDA是指利用计算机软件完成大规模集成电路的设计、仿真、验证等流程的软件工具。
作为集成电路领域的基础工具，EDA融合了信息处理、微电子、计算机等技术手段，可助力电子工程师实现芯片的电路设计、版图设计、版图验证及性能分析等流程的自动化处理。
随着集成电路晶体管规模扩大、技术复杂度提升，EDA已成为集成电路产业链上游的关键支柱，贯穿于集成电路设计、制造、封测等诸多环节。
从产业格局来看，EDA的门槛较高，具有软件技术难度大、产业生态相对封闭、新进入者获客难度大的特点。
工业软件的下一个风口，EDA是半导体产业链上游的关键支柱工业软件在政策红利、产业需求的驱动下，近年来正快速发展。近年来，为提升EDA产品的竞争力，国内各大厂商均十分重视EDA技术的研发工作，持续保持高比例的研发投入。
发展至今，国产EDA工具已取得多项核心技术突破，涌现出华大九天、概伦电子、芯愿景、广立微电子等一系列具备竞争能力的本土EDA厂商。
转自钱江晚报
#中国团队拿下EDA全球冠军##十一月连更挑战##出道吧新星##edg夺冠#
中国的一支年轻团队EDG夺冠，引发年轻粉丝的彻夜狂欢。但就在EDG夺冠的前三天，还有一支中国的年轻团队也拿到了一项很牛的冠军，他们参加的比赛简称EDA。
在11月4日结束的EDA领域国际会议ICCAD 2021上，华中科技大学计算机学院吕志鹏教授团队获得了CAD Contest布局布线（Routing with Cell Movement Advanced）算法竞赛的第一名。
ICCAD会议始于1980年，是EDA领域历史最悠久的顶级学术会议之一，其中CAD Contest算法竞赛作为会议的标志性事件，长期以来受到国际学术界与工业界的广泛关注。
每届竞赛的赛题均来自Cadence、Synopsys、Mentor Graphics、Nvidia、IBM等全球著名EDA或半导体公司的真实业务场景，涵盖集成电路设计、制造与测试等环节中的核心算法难题，如逻辑综合、布局布线、等价验证、时序分析等。
本届CAD Contest算法竞赛共有来自12个国家/地区的137支队伍参与，包括众多国内外知名高校与研究机构，如加州大学伯克利分校、东京大学、台湾大学、香港中文大学、复旦大学等。
因为有EDG夺冠的粉丝狂欢和刷屏在前，EDA夺冠引发了网友的对比评论：“带ED的就是牛”“这才叫电子竞技”“A是第一个字母，比G靠前，所以EDA比EDG厉害”……
华中科技大学计算机学院参赛的是一支什么样的团队？EDA又是一个什么样的东东？中国团队在EDA上夺冠意味着什么？
团队年龄接近“00后”，首次参赛就夺冠
华中科技大学计算机学院这支的参赛团队非常年轻，包括苏宙行博士、研究生罗灿辉、梁镜湖和谢振轩，平均年龄24岁。其中，谢振轩、梁镜湖均生于1999年，罗灿辉生于1998年。据悉，今年是该团队首次参加ICCAD竞赛。
吕志鹏教授团队所设计的启发式优化算法，在冗余导线检测、布线环路消除、并行化邻域评估加速、布局调整最优移动区域识别等多项关键技术上实现了突破。根据ICCAD 2021会议公布的竞赛结果，该团队所设计的算法在所有测试算例上均达到了竞赛中的最优结果。
“能得到这个成绩非常不容易。往年我们没有过多关注芯片设计领域，都不知道有这项比赛。这次和我们一起比拼的是国内外顶尖团队，他们中的大多数是该赛事的‘老将’，经验和积累都丰富得多。”研二学生罗灿辉说，在备赛期间，为了测试出最优方案，团队成员上百次测试，在每一次试错中前进一小步。
导师吕志鹏关注芯片领域不到三年。在此之前，吕志鹏主攻算法研究，2018年，他带领实验室里一群计算机专业出身、毫无芯片背景的“热心群众”，跳进了芯片主战场。年轻团队首次参赛即夺冠，背后是实验室团队40余年的积累。“我们深知，要想把科研成果写在祖国大地上，绝不能停留在学术研究的表面，一定要结合实际应用并落地。我们希望借助研究所数十年的积累与传承，一方面赋能中国企业解决EDA‘卡脖子’问题，另一方面为国家培养更多掌握核心技术的人才。”吕志鹏说。
吕志鹏介绍，从实验室创始人黄文奇教授开始，就格外注重对学生在精神和专业上的引导。从成立至今，实验室多次获得国际算法竞赛全球前三名。吕志鹏教授所在实验室自成立至今的40余年来，一直聚焦于NP难问题的求解算法与工业应用研究，曾多次获得国际算法竞赛全球前三名，如：2021年GECCO“最优相机布局与集合覆盖”国际算法竞赛第一名；2021年ISPD“晶圆级物理建模”切分布局布线国际算法竞赛第三名；2020年GECCO“最优相机布局与集合覆盖”国际算法竞赛第一名；2018年SAT国际算法竞赛第三名；2017年SAT国际算法竞赛第一名；2016年ROADEF/EURO“液化气库存路由”国际算法挑战赛第三名；2010年国际护士排班算法竞赛第三名；2008年国际大学排课表算法竞赛第二名等。
EDA是电子设计基石产业，被誉为“芯片之母”
那么，EDA又是什么呢？
EDA（Electronic Design Automation，电子设计自动化）是电子设计的基石产业，也被誉为“芯片之母”。
从市场规模看，百亿美金的EDA市场构筑了整个电子产业的根基，支撑起万亿美金的电子产业。因此，有业界评论称，“谁掌握了EDA，谁就有了芯片领域的主导权。”
本届竞赛的布局布线问题作为EDA芯片后端物理设计中最重要的环节，直接影响芯片的功耗、面积、时延等各项性能指标。其中，布局过程需将一系列电路单元放置于给定的长方体空间中；而布线过程则需将属于同一个网的单元引脚用导线连接起来。参赛算法需要在考虑空间容量、电压区、最小布线层、金属层布线方向等众多真实约束的情况下，确定每个单元在芯片内的位置，并同时为每个网规划无短路、无断路的信号传输路径，使得导线的加权总长度最短。
EDA隶属工业软件研发设计领域。工业软件按照功能主要分为研发设计、生产控制、运营管理以及嵌入式工业软件。EDA是指利用计算机软件完成大规模集成电路的设计、仿真、验证等流程的软件工具。
作为集成电路领域的基础工具，EDA融合了信息处理、微电子、计算机等技术手段，可助力电子工程师实现芯片的电路设计、版图设计、版图验证及性能分析等流程的自动化处理。
随着集成电路晶体管规模扩大、技术复杂度提升，EDA已成为集成电路产业链上游的关键支柱，贯穿于集成电路设计、制造、封测等诸多环节。
从产业格局来看，EDA的门槛较高，具有软件技术难度大、产业生态相对封闭、新进入者获客难度大的特点。
工业软件的下一个风口，EDA是半导体产业链上游的关键支柱工业软件在政策红利、产业需求的驱动下，近年来正快速发展。近年来，为提升EDA产品的竞争力，国内各大厂商均十分重视EDA技术的研发工作，持续保持高比例的研发投入。
发展至今，国产EDA工具已取得多项核心技术突破，涌现出华大九天、概伦电子、芯愿景、广立微电子等一系列具备竞争能力的本土EDA厂商。
转自钱江晚报
#中国团队拿下EDA全球冠军##十一月连更挑战##出道吧新星##edg夺冠#
负极突破主基调：研制更高比容低成本的材料
负极的格局相比正极的格局更加清晰，传统的石墨负极仍然是主流的应用产品。但是更高比 容负极的开发对于未来先进电池体系的推进仍然是有必要的，硅基负极、金属锂负极是研发 的热点。总体来说，负极的开发方向是低成本、高比容。
我们认为，碳材料无论是当下还是未来，仍然是重要的负极基体，在实现更高比容负极的过 渡阶段，碳材料的加入不仅能够起到提升导电性的作用，也是重要的承载物质。在中期的产 业应用上，硅基负极则具备较大的推广可能性，特斯拉的硅碳负极已经实现商用，但并非完 全的硅负极，为将硅的性能更完全的释放，仍然需要通过材料改性等手段持续开发；长期来 看，金属锂负极因高比容低电位而具有应用潜力，但是在动力领域所面临的困难需要较长时 间来解决，如锂枝晶带来的安全风险等，因此金属锂负极可能中短期在无人机等细分领域进 行推广商用，在渐进式的演进前提下，在车用动力领域预计还需 5-10 年的产业化过程。
负极当下格局：碳基是商用主流，钛酸锂因高安全应用于细分领域
负极是储锂的主体，其中碳材料是负极商业化应用中的首选与主流。锂二次电池负极材料在 充放电过程中实现锂离子的脱嵌，选用时遵循比容高、电势低、循环性能好、兼容性强、稳 定性好与价格低廉等原则。理论上，金属锂因低电势和高比容是理想的负极，但活性锂与锂 枝晶等带来的安全问题阻碍其发展。碳材料因价格低廉、为层状晶体带来较高比容量（LiC6 理论比容为 372mAh/g）、循环性及安全性好，取代金属锂作负极，推动锂二次电池商业化。
碳基材料种类繁多，当下负极材料中人造石墨和天然石墨是主流产品。若按照结构划分锂离 子电池碳材料，包括石墨、非石墨与掺杂型碳，石墨类又可分为天然石墨、人工石墨、中间 相碳微球等。天然石墨成本低、技术成熟度高，但首效较低、倍率性能较差，主要用于消费 类电池。人造石墨则一般采用致密的石油焦或针状焦作前驱体制成，避免天然石墨的表面缺 陷，首次效率与倍率性能提升，因此在动力领域份额不断扩大。据 GGII，2020 年中国锂电 池负极材料出货量 36.5 万吨，同比稳健增长，其中人造石墨占比 84%，份额逐年提升。
石墨类产品应用中存在缺陷，通过改性来提高产品性能。如天然石墨存在表面缺陷多、各向 异性容易析锂等问题：（1）针对其表面缺陷多、电解液耐受性差的问题，采用表面活性剂、 包覆等方式进行改性，提高部分性能；（2）针对其强烈各向异性的问题，工业生产中常采用 机械处理的手段对颗粒形貌进行球形化整形，处理后粒径 D50 范围 15~20μm，首效和循环 性能明显改善。人造石墨因各向异性导致倍率性能、低温性能差，充电易析锂的问题，其改 性不同于天然石墨，一般通过颗粒结构重组降低石墨晶粒取向度。
具备某方面突出性能优势的负极材料如钛酸锂，可满足特定需求，适合在部分细分领域应用。嵌锂碳材料因本身理化性质具有以下缺陷：（1）形成 SEI 膜，循环过程中造成 Li+损耗与碳 材料结构的破坏；（2）析出锂枝晶，增加安全隐患。在公共交通领域电动化进程中对安全性 的诉求落实到负极材料，需要负极电位稍正于碳、更加安全可靠。尖晶石型钛酸锂（Li4Ti5O12） 因具备突出的安全性能优势，在公共交通领域有一定应用：
“零应变材料”，结构稳定。在循环过程中，锂离子逐渐嵌入，最终形成深蓝色的岩盐相 Li7Ti5O12，晶胞参数由 0.836nm 变为 0.837nm，体积变化小于 0.2%，“零应变”下材料 结构稳定，循环性好；
嵌锂电位高，不易引起锂枝晶。钛酸锂嵌锂电位为 1.55V，高于锂离子的还原电位，因 此不易产生锂枝晶，提升安全性；
不生成 SEI 膜，再次提高安全性。因高于电解液的分解电压而不会生成 SEI 膜，没有 SEI 膜被破坏脱落的隐患；
循环过程中锂离子扩散系数也高于碳负极体系，因此是具备高循环优安全的负极材料。
钛酸锂劣势明显，克容量低、倍率性能差、成本高等问题限制更大范围的使用。（1）材料理 论克容量 175mAh/g，电压平台较低，因此比能量较低；（2）导电性能差，导致其在大电流 放电条件下极化严重，容量衰减快，倍率性能差；（3）吸湿性强，导致高温产气严重，高温 循环性能差；（4）材料制备工艺复杂，成本高，电芯成本是相同能量 LFP 电池的 3 倍以上。
钛酸锂改性方法多样，但往往无法保持综合性能，有待更深入开发。（1）改善材料形貌尺寸， 如颗粒纳米化、球化、多孔化等，缩短锂离子进出路径，提高比容量，但易造成与电解液的反应而形成 SEI 膜；（2）金属掺杂后的改性材料导电性提高，但循环稳定性可能会降低；（3） 表面改性如碳包覆技术，可以提高电子电导率，但包覆后锂离子会在脱嵌过程中受到一定阻 碍。综合看，寻找合适的离子、适当的掺杂比例、改性技术的结合是未来工作的重点。
现有负极比容已接近上限，高比容潜力负极中硅基优势显著
高比能诉求下，现有商用负极难以满足需求，需要以更高比容的材料替代。（1）市场上的高 端石墨比容可达 360-365mAh/g，已接近理论上限，而钛酸锂等本身理论比容较小，因此均 难以满足更高比能的需求。（2）商业化负极尤其是碳负极材料，因嵌锂电位低，在循环过程 中可能会形成锂枝晶而引起电池短路。需针对问题开发更高比容的新型负极材料。
在众多可选的新型负极材料中，硅基材料是较具开发潜力的类型。高比容非碳负极包括锡基、 硅基、氧化物、过渡金属氮化物以及金属锂负极等。比较理化性质，硅基具备应用优势：（1） 按照理论比容排序，硅基负极可达 4200mAh/g，而其他负极大部分在 900mAh/g 左右；（2） Si 的嵌锂电位高于碳，析锂风险小；（3）Si 与普遍应用的电解液反应活性低，嵌锂过程中不 会引起溶剂分子与 Li+共嵌入的问题；（4）Si 是地壳中第二丰富元素，价格低廉。
硅基负极的规模应用需解决体积效应等关键问题：（1）巨大的体积变化带来材料的粉化与电 极的破坏。硅与锂的合金化反应使硅发生 1-3 倍的体积膨胀，材料产生裂纹直至粉化，带来 容量的快速衰减，较大的应力下影响结构稳定性，安全风险提高；（2）体积的变化使 SE I 膜 出现破裂与生成的交替，消耗活性物质与电解液，导致电池的内阻增加和容量的迅速衰减；（3）硅的导电性差，在高倍率下不利于电池容量的有效释放。
针对硅基负极的改性研究集中在解决体积效应、维持 SEI 膜稳定和提高首效三个方面。优化的方向包括：（1）硅源的改性研究。即通过制备纳米硅、多孔硅或合金硅的方式改善电化学 性能，但同时也会面临工艺的复杂性等问题；（2）制备复合材料。如制备结构稳定的硅碳负 极，提高导电性，增强机械强度。在开发过程中，碳源选择和结构设计是造成性能差异的关 键；（3）制备氧化亚硅（SiOx）材料。作为石墨与硅的折中方案（比容 1500mAh/g 左右）， 材料体积膨胀大大减小，循环性能提升，但首效较低也限制在全电池中的应用。
硅基负极产业化持续铺开，“硅基时代”临近
硅基负极研发集中度高，中国、日本、美国和韩国为主要申请国。统计 2000-2019 年 6 月与 锂离子电池硅基负极相关的专利数量，共计 28131 件，其中中国、日本、美国、韩国分列前 4 位。但日本、韩国和美国注重海外专利布局，中国申请人主要在国内进行专利布局。
日本申请人具有一定优势，中国申请数量大，但仍需进一步发展。统计前 100 名国际申请人 的国别，日本共有 35 家，且不同排名阶段的数量都占据绝对优势，主要有松下、索尼、日立 等。韩国则主要由三星和 LG 化学申请。中美分别有 23 家和 18 家申请人进入前 100 名。在 中国国内专利申请排名前 20 的申请人中，国外申请人依然占据较大比重，尤其是日本。中 国的企业中，比亚迪、贝特瑞、ATL 和万向集团进入前 20 名。
硅基负极产业化持续铺开，推动电池产品性能提升。特斯拉已将硅碳负极应用于 Model 3， 在人造石墨中加入 10%的硅，负极容量提升至 550mAh/g，单体能量密度达 300Wh/kg；日 本 GS 汤浅公司的硅基负极已成功应用在三菱汽车上。中国方面，宁德时代、国轩高科、万 向集团、比亚迪等正在加紧硅负极体系的研发和试生产。负极企业贝特瑞已实现硅碳负极量 产并为松下配套部分材料，杉杉股份、江西紫宸等具备小量试产能力。CATL 的高镍三元+硅 碳负极电芯比能达到 304Wh/kg，力神的 NCA+硅碳负极电芯也已达到 303Wh/kg。
产业化进程中，材料成本和生产工艺是两大制约因素。尽管硅基负极材料的性能在持续提高， 但在优化材料性能之外，还要考虑到制约产业化的其他因素：（1）材料成本：各家工艺差别较大，产品尚未达到标准化，导致价格较高。此外制备过程中常用到纳米硅粉，其生产对设 备要求高、能耗大，因此增加成本；（2）生产工艺：制备工艺较为复杂，有待成熟，并且所 匹配的主辅材对负极性能发挥影响大，相应的工艺也需要进行优化改善。
广汽应用新型硅负极材料，推动续航再上台阶。2020 年 7 月 28 日，广汽集团宣布采用新型 硅负极材料的方形硬壳电芯比能达到 275Wh/kg，将使电动车续航突破 1000km。2021 年 4 月 9 日的广汽科技日再次强调长续航技术将于 2021 年量产，采用海绵硅负极片电池技术使 电芯比能超过 280Wh/kg（未来提升至 315Wh/kg），同时解决硅材料膨胀问题。这将是全球 首次将新型硅负极材料应用到大型动力电池电芯产品，使硅材料的动力领域实用化更进一步。
来源：DT新材料新材料智库
负极的格局相比正极的格局更加清晰，传统的石墨负极仍然是主流的应用产品。但是更高比 容负极的开发对于未来先进电池体系的推进仍然是有必要的，硅基负极、金属锂负极是研发 的热点。总体来说，负极的开发方向是低成本、高比容。
我们认为，碳材料无论是当下还是未来，仍然是重要的负极基体，在实现更高比容负极的过 渡阶段，碳材料的加入不仅能够起到提升导电性的作用，也是重要的承载物质。在中期的产 业应用上，硅基负极则具备较大的推广可能性，特斯拉的硅碳负极已经实现商用，但并非完 全的硅负极，为将硅的性能更完全的释放，仍然需要通过材料改性等手段持续开发；长期来 看，金属锂负极因高比容低电位而具有应用潜力，但是在动力领域所面临的困难需要较长时 间来解决，如锂枝晶带来的安全风险等，因此金属锂负极可能中短期在无人机等细分领域进 行推广商用，在渐进式的演进前提下，在车用动力领域预计还需 5-10 年的产业化过程。
负极当下格局：碳基是商用主流，钛酸锂因高安全应用于细分领域
负极是储锂的主体，其中碳材料是负极商业化应用中的首选与主流。锂二次电池负极材料在 充放电过程中实现锂离子的脱嵌，选用时遵循比容高、电势低、循环性能好、兼容性强、稳 定性好与价格低廉等原则。理论上，金属锂因低电势和高比容是理想的负极，但活性锂与锂 枝晶等带来的安全问题阻碍其发展。碳材料因价格低廉、为层状晶体带来较高比容量（LiC6 理论比容为 372mAh/g）、循环性及安全性好，取代金属锂作负极，推动锂二次电池商业化。
碳基材料种类繁多，当下负极材料中人造石墨和天然石墨是主流产品。若按照结构划分锂离 子电池碳材料，包括石墨、非石墨与掺杂型碳，石墨类又可分为天然石墨、人工石墨、中间 相碳微球等。天然石墨成本低、技术成熟度高，但首效较低、倍率性能较差，主要用于消费 类电池。人造石墨则一般采用致密的石油焦或针状焦作前驱体制成，避免天然石墨的表面缺 陷，首次效率与倍率性能提升，因此在动力领域份额不断扩大。据 GGII，2020 年中国锂电 池负极材料出货量 36.5 万吨，同比稳健增长，其中人造石墨占比 84%，份额逐年提升。
石墨类产品应用中存在缺陷，通过改性来提高产品性能。如天然石墨存在表面缺陷多、各向 异性容易析锂等问题：（1）针对其表面缺陷多、电解液耐受性差的问题，采用表面活性剂、 包覆等方式进行改性，提高部分性能；（2）针对其强烈各向异性的问题，工业生产中常采用 机械处理的手段对颗粒形貌进行球形化整形，处理后粒径 D50 范围 15~20μm，首效和循环 性能明显改善。人造石墨因各向异性导致倍率性能、低温性能差，充电易析锂的问题，其改 性不同于天然石墨，一般通过颗粒结构重组降低石墨晶粒取向度。
具备某方面突出性能优势的负极材料如钛酸锂，可满足特定需求，适合在部分细分领域应用。嵌锂碳材料因本身理化性质具有以下缺陷：（1）形成 SEI 膜，循环过程中造成 Li+损耗与碳 材料结构的破坏；（2）析出锂枝晶，增加安全隐患。在公共交通领域电动化进程中对安全性 的诉求落实到负极材料，需要负极电位稍正于碳、更加安全可靠。尖晶石型钛酸锂（Li4Ti5O12） 因具备突出的安全性能优势，在公共交通领域有一定应用：
“零应变材料”，结构稳定。在循环过程中，锂离子逐渐嵌入，最终形成深蓝色的岩盐相 Li7Ti5O12，晶胞参数由 0.836nm 变为 0.837nm，体积变化小于 0.2%，“零应变”下材料 结构稳定，循环性好；
嵌锂电位高，不易引起锂枝晶。钛酸锂嵌锂电位为 1.55V，高于锂离子的还原电位，因 此不易产生锂枝晶，提升安全性；
不生成 SEI 膜，再次提高安全性。因高于电解液的分解电压而不会生成 SEI 膜，没有 SEI 膜被破坏脱落的隐患；
循环过程中锂离子扩散系数也高于碳负极体系，因此是具备高循环优安全的负极材料。
钛酸锂劣势明显，克容量低、倍率性能差、成本高等问题限制更大范围的使用。（1）材料理 论克容量 175mAh/g，电压平台较低，因此比能量较低；（2）导电性能差，导致其在大电流 放电条件下极化严重，容量衰减快，倍率性能差；（3）吸湿性强，导致高温产气严重，高温 循环性能差；（4）材料制备工艺复杂，成本高，电芯成本是相同能量 LFP 电池的 3 倍以上。
钛酸锂改性方法多样，但往往无法保持综合性能，有待更深入开发。（1）改善材料形貌尺寸， 如颗粒纳米化、球化、多孔化等，缩短锂离子进出路径，提高比容量，但易造成与电解液的反应而形成 SEI 膜；（2）金属掺杂后的改性材料导电性提高，但循环稳定性可能会降低；（3） 表面改性如碳包覆技术，可以提高电子电导率，但包覆后锂离子会在脱嵌过程中受到一定阻 碍。综合看，寻找合适的离子、适当的掺杂比例、改性技术的结合是未来工作的重点。
现有负极比容已接近上限，高比容潜力负极中硅基优势显著
高比能诉求下，现有商用负极难以满足需求，需要以更高比容的材料替代。（1）市场上的高 端石墨比容可达 360-365mAh/g，已接近理论上限，而钛酸锂等本身理论比容较小，因此均 难以满足更高比能的需求。（2）商业化负极尤其是碳负极材料，因嵌锂电位低，在循环过程 中可能会形成锂枝晶而引起电池短路。需针对问题开发更高比容的新型负极材料。
在众多可选的新型负极材料中，硅基材料是较具开发潜力的类型。高比容非碳负极包括锡基、 硅基、氧化物、过渡金属氮化物以及金属锂负极等。比较理化性质，硅基具备应用优势：（1） 按照理论比容排序，硅基负极可达 4200mAh/g，而其他负极大部分在 900mAh/g 左右；（2） Si 的嵌锂电位高于碳，析锂风险小；（3）Si 与普遍应用的电解液反应活性低，嵌锂过程中不 会引起溶剂分子与 Li+共嵌入的问题；（4）Si 是地壳中第二丰富元素，价格低廉。
硅基负极的规模应用需解决体积效应等关键问题：（1）巨大的体积变化带来材料的粉化与电 极的破坏。硅与锂的合金化反应使硅发生 1-3 倍的体积膨胀，材料产生裂纹直至粉化，带来 容量的快速衰减，较大的应力下影响结构稳定性，安全风险提高；（2）体积的变化使 SE I 膜 出现破裂与生成的交替，消耗活性物质与电解液，导致电池的内阻增加和容量的迅速衰减；（3）硅的导电性差，在高倍率下不利于电池容量的有效释放。
针对硅基负极的改性研究集中在解决体积效应、维持 SEI 膜稳定和提高首效三个方面。优化的方向包括：（1）硅源的改性研究。即通过制备纳米硅、多孔硅或合金硅的方式改善电化学 性能，但同时也会面临工艺的复杂性等问题；（2）制备复合材料。如制备结构稳定的硅碳负 极，提高导电性，增强机械强度。在开发过程中，碳源选择和结构设计是造成性能差异的关 键；（3）制备氧化亚硅（SiOx）材料。作为石墨与硅的折中方案（比容 1500mAh/g 左右）， 材料体积膨胀大大减小，循环性能提升，但首效较低也限制在全电池中的应用。
硅基负极产业化持续铺开，“硅基时代”临近
硅基负极研发集中度高，中国、日本、美国和韩国为主要申请国。统计 2000-2019 年 6 月与 锂离子电池硅基负极相关的专利数量，共计 28131 件，其中中国、日本、美国、韩国分列前 4 位。但日本、韩国和美国注重海外专利布局，中国申请人主要在国内进行专利布局。
日本申请人具有一定优势，中国申请数量大，但仍需进一步发展。统计前 100 名国际申请人 的国别，日本共有 35 家，且不同排名阶段的数量都占据绝对优势，主要有松下、索尼、日立 等。韩国则主要由三星和 LG 化学申请。中美分别有 23 家和 18 家申请人进入前 100 名。在 中国国内专利申请排名前 20 的申请人中，国外申请人依然占据较大比重，尤其是日本。中 国的企业中，比亚迪、贝特瑞、ATL 和万向集团进入前 20 名。
硅基负极产业化持续铺开，推动电池产品性能提升。特斯拉已将硅碳负极应用于 Model 3， 在人造石墨中加入 10%的硅，负极容量提升至 550mAh/g，单体能量密度达 300Wh/kg；日 本 GS 汤浅公司的硅基负极已成功应用在三菱汽车上。中国方面，宁德时代、国轩高科、万 向集团、比亚迪等正在加紧硅负极体系的研发和试生产。负极企业贝特瑞已实现硅碳负极量 产并为松下配套部分材料，杉杉股份、江西紫宸等具备小量试产能力。CATL 的高镍三元+硅 碳负极电芯比能达到 304Wh/kg，力神的 NCA+硅碳负极电芯也已达到 303Wh/kg。
产业化进程中，材料成本和生产工艺是两大制约因素。尽管硅基负极材料的性能在持续提高， 但在优化材料性能之外，还要考虑到制约产业化的其他因素：（1）材料成本：各家工艺差别较大，产品尚未达到标准化，导致价格较高。此外制备过程中常用到纳米硅粉，其生产对设 备要求高、能耗大，因此增加成本；（2）生产工艺：制备工艺较为复杂，有待成熟，并且所 匹配的主辅材对负极性能发挥影响大，相应的工艺也需要进行优化改善。
广汽应用新型硅负极材料，推动续航再上台阶。2020 年 7 月 28 日，广汽集团宣布采用新型 硅负极材料的方形硬壳电芯比能达到 275Wh/kg，将使电动车续航突破 1000km。2021 年 4 月 9 日的广汽科技日再次强调长续航技术将于 2021 年量产，采用海绵硅负极片电池技术使 电芯比能超过 280Wh/kg（未来提升至 315Wh/kg），同时解决硅材料膨胀问题。这将是全球 首次将新型硅负极材料应用到大型动力电池电芯产品，使硅材料的动力领域实用化更进一步。
来源：DT新材料新材料智库
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