鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:798次 | 2021年12月13日
未來(lái)五年硅負(fù)極有望成為鋰離子電池主流材料 市場(chǎng)空間可超百億
7月22日,高鎳三元正極材料供應(yīng)商寧波容百新能源科技股份有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)“容百科技”,股票代碼688005)成功登陸科創(chuàng)板,激發(fā)了人們對(duì)鋰電池材料行業(yè)的新想象。
資料顯示,容百科技成立于2014年9月,主要從事鋰電池正極材料及其前驅(qū)體的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售,主要產(chǎn)品鎳鈷錳三元正極材料是新能源汽車(chē)動(dòng)力電池的關(guān)鍵材料,是國(guó)內(nèi)率先量產(chǎn)NCM(鎳鈷錳)811的三元材料企業(yè)。
業(yè)內(nèi)預(yù)計(jì),繼NCM811正極材料應(yīng)用的爆發(fā)之后,硅負(fù)極在未來(lái)五年內(nèi)有望成為鋰電池的主流材料。
在中國(guó)新能源汽車(chē)政策激勵(lì)和市場(chǎng)需求下,動(dòng)力電池能量密度提升是必然趨勢(shì)。
在鋰電池的四種主要構(gòu)成材料里面,占到電芯成本40%的正極材料和占到電芯成本近30%的負(fù)極材料對(duì)電池性能的影響最大。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
在高能量密度的未來(lái)發(fā)展路徑中,動(dòng)力電池正極材料從2018年開(kāi)始已經(jīng)采用高鎳三元材料,材料配比從此前的111向523、622和811漸次升級(jí),正是這種升級(jí)成就了容百科技的崛起。
如今,領(lǐng)先企業(yè)的動(dòng)力電池能量密度已經(jīng)達(dá)到260瓦時(shí)/公斤,若想進(jìn)一步提高動(dòng)力電池的能量密度,負(fù)極材料也必須有重大突破。
現(xiàn)有的動(dòng)力電池負(fù)極材料90%都是采用石墨負(fù)極,石墨負(fù)極具有電導(dǎo)率和穩(wěn)定性高的優(yōu)勢(shì),但在能量密度提升方面遇到了一些麻煩,當(dāng)下的發(fā)展已接近其理論最大值——372毫安時(shí)/克。
實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),硅是目前理論上容量最大的負(fù)極材料,鋰在硅中形成Li4.4Si時(shí),比容量高達(dá)4200毫安時(shí)/克,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于石墨的理論容量,且硅具有低嵌鋰電位和低成本的優(yōu)勢(shì)。
因此,硅基負(fù)極有望替代石墨成為下一代鋰離子電池負(fù)極材料。
標(biāo)稱(chēng)電壓:28.8V
標(biāo)稱(chēng)容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
盡管硅被視為最有發(fā)展?jié)摿Φ南乱淮囯x子電池負(fù)極材料,但現(xiàn)在受制于其自身的缺陷,還無(wú)法單獨(dú)作為負(fù)極材料使用,必須與其他材料結(jié)合。為此推動(dòng)硅負(fù)極材料的應(yīng)用,我國(guó)已經(jīng)釋放出明確的信號(hào)。
硅負(fù)極材料已經(jīng)成為國(guó)家重點(diǎn)鼓勵(lì)的新能源電池材料之一,2017年9月12日和2018年12月26日,先后兩次被列入工信部的重點(diǎn)新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄。
國(guó)際范圍內(nèi),新一輪負(fù)極材料競(jìng)爭(zhēng)也在全球展開(kāi)。從全球來(lái)看,日韓企業(yè)走在硅碳材料產(chǎn)業(yè)的前列,代表性的公司有日立化成、三菱化學(xué)、昭和電工、日本信越、吳宇化學(xué)、韓國(guó)GS公司等。
其中,日立化成是全球最大的硅碳材料公司,其負(fù)極材料由人造石墨和10%的硅碳材料復(fù)合而成,其比容量超過(guò)550毫安時(shí)/克。作為日本松下和特斯拉的的供應(yīng)商之一,特斯拉新一代Model3電動(dòng)汽車(chē)的鋰離子電池能量密度達(dá)到了驚人的300瓦時(shí)/公斤。
從國(guó)內(nèi)來(lái)看,貝特瑞、杉杉股份、江西紫宸、斯諾實(shí)業(yè)、星城石墨、江西正拓、創(chuàng)亞動(dòng)力、大連麗昌等傳統(tǒng)的材料企業(yè)也已在硅基材料領(lǐng)域布局。
其中,貝特瑞和杉杉股份比較領(lǐng)先。公開(kāi)資料顯示,貝特瑞的硅碳負(fù)極材料在2013年通過(guò)三星認(rèn)證之后,2014年?2016年產(chǎn)量處于攀升階段。惠州貝特瑞已經(jīng)具備1000噸/年的產(chǎn)能,并且還有1000噸/年產(chǎn)能在建設(shè)當(dāng)中。杉杉股份早在2009年開(kāi)始研發(fā)硅碳負(fù)極,當(dāng)前實(shí)現(xiàn)月產(chǎn)噸級(jí)規(guī)模,具體年產(chǎn)量預(yù)計(jì)不大,但具體客戶(hù)和出貨量情況同樣不詳。
此外,正拓能源今年年初對(duì)外宣稱(chēng),預(yù)計(jì)今年可實(shí)現(xiàn)2000噸產(chǎn)能,目前產(chǎn)品項(xiàng)目已完成設(shè)備安裝,進(jìn)入小批量試產(chǎn)階段。
如今,硅碳材料也成為業(yè)界競(jìng)逐的風(fēng)口。2017年成立的中科院物理所背景的天目先導(dǎo)和中科院化學(xué)所背景的壹金新能源等公司,作為創(chuàng)業(yè)公司已經(jīng)布局這一材料技術(shù)的研發(fā)。從電池企業(yè)來(lái)看,寧德時(shí)代、比亞迪、國(guó)軒高科、力神、比克等企業(yè)都在積極探索硅基負(fù)極材料體系的電芯。
不過(guò),由于行業(yè)硅碳負(fù)極尚未形成廣泛推廣的成熟方案,主流的電池生產(chǎn)企業(yè)對(duì)于硅碳負(fù)極的使用,主要以摻雜形式,且各個(gè)企業(yè)摻雜比例也存在差異。隨著摻雜比例的提高,基于摻雜20%的比例來(lái)測(cè)算,預(yù)計(jì)未來(lái)五年,硅碳負(fù)極材料市場(chǎng)空間可超過(guò)百億,值得期待。能源評(píng)論