中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：市場(chǎng)對(duì)于高能量密度的電池需求的增大，讓被看作下一代鋰電池負(fù)極材料的硅基負(fù)極受到關(guān)注，貝特瑞等鋰電巨頭紛紛對(duì)該領(lǐng)域進(jìn)行投資。
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多家電池企業(yè)入局硅基負(fù)極
國(guó)內(nèi)企業(yè)方面，據(jù)媒體報(bào)道，貝特瑞近日成功競(jìng)得深圳光明區(qū)一宗工業(yè)用地。根據(jù)此前披露的投資計(jì)劃，公司將在此投資50億元建設(shè)年產(chǎn)4萬(wàn)噸硅基負(fù)極材料項(xiàng)目，首期1.5萬(wàn)噸將在2023年12月底前建成投產(chǎn)，2028年前實(shí)現(xiàn)4萬(wàn)噸產(chǎn)能全面達(dá)產(chǎn)，產(chǎn)品為純品硅。
而就在2月16日晚，中國(guó)寶安發(fā)布公告，公司下屬子公司貝特瑞擬與深圳市光明區(qū)人民政府簽署《貝特瑞高端鋰離子電池負(fù)極材料產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目投資合作協(xié)議》，擬在深圳市光明區(qū)內(nèi)投資建設(shè)年產(chǎn)4萬(wàn)噸硅基負(fù)極材料項(xiàng)目，項(xiàng)目預(yù)計(jì)總投資50億元。
作為最早批量生產(chǎn)硅基負(fù)極的企業(yè)之一，貝特瑞擁有3000噸/年的產(chǎn)能。公司的硅基負(fù)極產(chǎn)品主要應(yīng)用在電動(dòng)工具及動(dòng)力電池等領(lǐng)域，其中動(dòng)力電池用量占比約六到七成。
此外，4月7日，索通發(fā)展發(fā)布公告稱，公司擬在甘肅省嘉峪關(guān)市嘉北工業(yè)園區(qū)投資建設(shè)年產(chǎn)20萬(wàn)噸鋰離子電池負(fù)極材料一體化項(xiàng)目首期5萬(wàn)噸項(xiàng)目。項(xiàng)目投資規(guī)模約7.2億元，建設(shè)內(nèi)容為年產(chǎn)5萬(wàn)噸鋰離子電池負(fù)極材料石墨化爐以及配套公輔設(shè)施。
公司表示，在“碳達(dá)峰、碳中和”背景下，當(dāng)前世界各國(guó)都在積極開發(fā)新能源產(chǎn)業(yè)，鋰離子電池產(chǎn)業(yè)也是其中之一。作為鋰離子電池的主要組成部分，碳負(fù)極材料因其較低的成本和優(yōu)異的綜合性能，在鋰離子電池領(lǐng)域的占比逐年提升，將迎來(lái)高速發(fā)展周期。
碳負(fù)極材料與公司主營(yíng)產(chǎn)品鋁用預(yù)焙陽(yáng)極在生產(chǎn)原料、生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝等方面有較強(qiáng)的聯(lián)系和相通之處，公司在鋁用炭材料行業(yè)長(zhǎng)期積累的項(xiàng)目建設(shè)、技術(shù)、管理等經(jīng)驗(yàn)以及石油焦的集中采購(gòu)、全球采購(gòu)優(yōu)勢(shì)，可為本項(xiàng)目的實(shí)施優(yōu)化項(xiàng)目建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本，提高生產(chǎn)效率。
除了以上兩家企業(yè)，國(guó)軒高科硅基負(fù)極材料項(xiàng)目推進(jìn)順利，已具備5000噸硅碳負(fù)極材料的生產(chǎn)能力；廣汽埃安在去年4月9日發(fā)布基于海綿硅負(fù)極電池技術(shù)的電池產(chǎn)品，并稱這種技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)鋰離子電池單體電芯體積減小20%，重量減輕14%；蔚來(lái)汽車去年1月9日發(fā)布了能量密度達(dá)360Wh/kg的150kWh固態(tài)電池。該電池的技術(shù)突破主要來(lái)源于“無(wú)機(jī)預(yù)鋰化硅碳負(fù)極”等創(chuàng)新工藝。搭載該電池包的蔚來(lái)ET7 轎車?yán)m(xù)航將超過(guò)1000km；智己汽車去年1月發(fā)布的智己L7，采用了與寧德時(shí)代合作的“摻硅補(bǔ)鋰”技術(shù)，單體能量密度可達(dá)300Wh/kg。
國(guó)外企業(yè)方面，特斯拉從Model S 和 Model X開始就已經(jīng)在石墨負(fù)極中摻雜少量的硅材料。該公司明確表示在推出的4680圓柱電池中搭配硅基負(fù)極；三星SDI預(yù)計(jì)2024年發(fā)布第三代電池硅基負(fù)極，硅含量為10%。
02
硅基負(fù)極產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加快
據(jù)了解，硅基負(fù)極主要是指石墨摻硅復(fù)合材料，摻雜產(chǎn)品包括硅碳（Si/C）負(fù)極材料及硅氧（SiO/C）負(fù)極材料。作為下一代負(fù)極材料的主流產(chǎn)品，硅基負(fù)極憑借高容量、高膨脹系數(shù)的優(yōu)勢(shì)，能夠大幅改善鋰離子電池的能量密度。數(shù)據(jù)顯示，硅材料理論比容量高達(dá)4200mAh/g，是石墨的10倍以上。
隨著電池行業(yè)對(duì)鋰電池容量需求的不斷增加，越來(lái)越多的企業(yè)開始進(jìn)行硅基材料的研發(fā)，由此帶動(dòng)硅負(fù)極的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的加快。
杉杉股份表示，公司硅基負(fù)極產(chǎn)品已批量應(yīng)用于3C領(lǐng)域，下游客戶尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，出貨占比不高。對(duì)于提升鋰電池能量密度，負(fù)極方面硅碳負(fù)極產(chǎn)品屬于重要的技術(shù)路徑之一。
璞泰來(lái)表示，公司硅碳負(fù)極材料目前以軟包電池和方形電池應(yīng)用為主，有一定數(shù)量的中試品在客戶端應(yīng)用。隨著產(chǎn)業(yè)鏈的配套，例如低膨脹的粘結(jié)劑、改善首效率的添加劑等的推出，會(huì)加大硅碳和硅氧材料在方形電池的應(yīng)用。公司已經(jīng)具備中試規(guī)模的硅碳和硅氧能力，根據(jù)市場(chǎng)需要會(huì)加大規(guī)模。
翔豐華表示，公司開發(fā)的硅碳負(fù)極材料產(chǎn)品處于中試階段，已具備產(chǎn)業(yè)化條件。
新安股份指出，碳化硅負(fù)極項(xiàng)目的中試工程已完成設(shè)備安裝進(jìn)入試生產(chǎn)前準(zhǔn)備階段。
格龍新材料第一代硅碳復(fù)合負(fù)極已通過(guò)客戶的認(rèn)證，到量產(chǎn)階段。
硅寶科技2019年建成50噸/年硅碳負(fù)極中試生產(chǎn)線，產(chǎn)品已通過(guò)數(shù)家電池廠商測(cè)評(píng)并實(shí)現(xiàn)小批量供貨。去年11月公司宣布在四川彭山建設(shè)1萬(wàn)噸/年鋰電池用硅碳負(fù)極材料、4萬(wàn)噸/年專用粘合劑生產(chǎn)基地、鋰電材料研發(fā)中心，項(xiàng)目計(jì)劃總投資人民幣5.6億元。
石大勝華3月4日在投資者互動(dòng)平臺(tái)表示，公司1000噸/年的硅基負(fù)極材料生產(chǎn)線于2021年試生產(chǎn)，已經(jīng)給下游電池廠家送樣測(cè)評(píng)，公司同時(shí)規(guī)劃了2萬(wàn)噸硅基負(fù)極項(xiàng)目。根據(jù)硅基負(fù)極材料特性，公司圍繞硅基負(fù)極項(xiàng)目同時(shí)在新型導(dǎo)電劑、正極補(bǔ)鋰劑進(jìn)行了研發(fā)和項(xiàng)目規(guī)劃。該公司全資子公司勝華新能源科技(東營(yíng))有限公司還擬投資建設(shè)2萬(wàn)噸/年正極補(bǔ)鋰劑項(xiàng)目，項(xiàng)目預(yù)計(jì)總投資9.35億元。
03
離大規(guī)模量產(chǎn)還面臨哪些瓶頸
業(yè)內(nèi)預(yù)計(jì)，到2025年，硅碳負(fù)極在圓柱動(dòng)力電池、方形動(dòng)力電池中的滲透率有望達(dá)到35%、20%，對(duì)應(yīng)約13萬(wàn)噸硅碳負(fù)極需求。2023年，硅基負(fù)極或迎來(lái)放量應(yīng)用。
不過(guò)，由于硅碳負(fù)極材料仍處于產(chǎn)業(yè)化初期，還有多個(gè)問(wèn)題需要解決。產(chǎn)能上，硅基負(fù)極目前產(chǎn)能較小，缺乏競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；工藝上，硅基負(fù)極在復(fù)合摻雜比例方面還有進(jìn)一步突破的空間；性能上，硅基負(fù)極的硅易體積膨脹、導(dǎo)電性差、首次充放電損耗大等問(wèn)題有待提升。
天風(fēng)證券之前的研報(bào)指出，硅基負(fù)極優(yōu)勢(shì)是能量密度高+適合快充，劣勢(shì)是成本高+易膨脹，該機(jī)構(gòu)認(rèn)為成本高是初期，可依賴規(guī)?；当?，易膨脹可搭配圓柱封裝形式。
可以預(yù)見，隨著電池技術(shù)的不斷提高，硅碳負(fù)極材料的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程將不斷提速，或帶來(lái)硅負(fù)極材料的成本的降低，由此帶動(dòng)該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展機(jī)遇。圖片
