新能源产业下一个风口:“硅基负极”迎来春天

    伴随三元正极进一步推广,硅基负极市场空间广阔在高能量密度发展的路径之上,动力电池正极采用高镍三元材料,而负极则配合使用硅基负极材料。未来 NCM811 和 NCA 成为动力电池的主流市场。随着硅基负极制备工艺及电池厂商对于高镍体系掌握的逐步成熟,硅基负极未来将迎来较为广阔的市场。

    其他负极材料生产企业和电池厂商如江西紫宸、国轩高科、中科星城等正在不断的对硅基负极材料进行研究投入,预计未来两年将迎来硅碳负极应用的爆发期。

    国内,已有多个企业布局硅碳负极材料,但由于硅碳负极技术壁垒高,至今为止只有贝特瑞和上海杉杉实现量产。

    另一个制约硅碳石墨大批量使用的原因是电池企业本身的技术工艺还不够成熟。当然也有少部分的企业已经取得了一定的技术突破。

    国外,2012年,日本松下就已经将硅碳负极材料应用于最新的NCA18650C型号电池,容量高达4000mAh,并于2013年实现量产。

    在国外,日立化成是全球最大的硅碳负极供应商,特斯拉使用的硅碳就是其供应。另外日本信越、吴宇化学、美国安普瑞斯等也可提供硅碳负极产品。

    全球95%以上的负极材料销量来自于中国和日本,两国在石墨负极材料领域各有优势,日本在技术水平方面处于领先地位,而中国拥有丰富石墨矿产资源,具有成本优势。但在硅碳负极领域,无论是材料的生产还是应用,国内发展与国外还有一段距离。

    ▌伴随三元正极进一步推广,硅基负极市场空间广阔

    在新能源汽车追求高续航里程的迫切需求下,动力电池也在积极寻找新型高能量密度材料。作为提升电池能量密度的两大材料,正极和负极还有较大提升空间。

    正极方面,目前三元材料是往高能量密度发展的最优路径之一。且从三元电池产量来看,三元的渗透率正在逐步的提高。

    三元材料在动力领域安全性逐步成熟,以及消费市场对于续航里程的需求提升,在能量密度上具有显著优势的高镍三元材料电池市场普遍看好,成为众多动力电池企业的研究热点。

    目前国内三元材料市场上较为主流的是NCM523(超过75%)和111(约15%),更高一级的NCM622也开始在动力电池领域批量应用。

    但是真正意义上的NCM811和NCA高镍三元材料却还处于试生产阶段,离大批量生产应用还需要一定的时间。从能量密度的提升方面,我们可以看到,高镍和NCA有较为明显的提升。

    随着高镍三元正极工艺的成熟和放量,下游新能源车对动力电池能量密度要求的不断提高,为了配合高容量的正极材料,硅基负极的需求也将水涨船高。

    硅基负极价格目前较高,在26万元/吨的水平,随着制造工艺的成熟和技术的革新,加工成本必将逐渐下行,此外,随着产业的成熟,负极企业也可享受到规模化效应带来的成本节约。

    所以我们预测,在未来几年硅基负极价格将一路走低,并在2020年达到12万元/吨的单价。

    由此可以推算出硅基负极的市场空间,我们认为,市场空间将在2018年加速增长,并在2020年到达17亿元的规模。

    ▌政策推动和消费需求剑指动力电池能量密度

    新能源汽车产业在近年来发展迅速,行业在国家政策的鼓励和支持下日渐成熟,尤其在2014、2015年,新能源汽车销量增速均超过300%。

    预计2017年,新能源汽车年度销售量将超过70万台。目前市场上的主流新能源乘用车续航里程大约200公里,不足燃油汽车的三分之一,这是掣肘新能源汽车大规模市场化的主要原因之一。

    新能源汽车对轻量化有较高的要求,电池在一定重量的情况下,新能源汽车的续航能力主要取决于电池的能量密度,随着消费者对于新能源车续航里程的进一步要求,动力电池将逐步往高能量密度方向发展。

    新能源汽车行业近年来的蓬勃发展离不开政策性的补贴和支持,从近年发布的政策和规划来看,国家亦不断鼓励动力电池往高能量密度发展。

    根据2017年4月发布的《汽车产业中长期发展规划》,到2020年,锂离子动力电池能量密度需达到300Wh/kg以上;2025年,能量密度达到350Wh/kg以上。

    锂电池要达到此规划中的能量密度,正极需要使用高克容量的811/NCA材料,同时负极也需要匹配高克容量的材料,显然目前普遍使用的石墨负极(理论克容量372mAh/g)无法达到。

    新能源汽车积分的计算一方面由汽车的续航里程决定,另一方面对汽车百公里耗电量(由汽车质量决定)设定不同标准,满足条件二的新能源汽车,其可计算的新能源汽车积分是标准积分的1.2倍。而对于不满足标准的新能源汽车,积分仅是标准积分的0.5倍。

    由此可见,国家鼓励新能源汽车往高续航、低耗电的方向发展,鼓励汽车企业生产新能源汽车使用高能量密度的动力电池。

    此外,将于2018年4月1日实行的《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》对新能源汽车积分比例提出强制性要求。

    锂电池的负极材料对于电池的安全性能,能量密度及循环寿命等技术指标有重要的影响。

    ▌硅基负极:产业未来爆发点

    现有的负极材料分为碳材料和非碳材料,碳系负极材料主要包括人造石墨、天然石墨和中间相炭微球等;非碳材料负极主要包括钛基材料和硅基材料。

    目前,石墨负极材料(主要是天然石墨和人造石墨)凭借工艺成熟、成本较低和性能较好的优势占据90%的负极材料市场。

    然而,石墨材料虽有高电导率和稳定性的优势,但在能量密度方面的发展已接近其理论最大值(372mAh/g)。

    随着新能源汽车对续航能力要求不断提高,电池负极材料也在向着高能量密度方向发展。

    硅具有4200mAh/g的理论克容量,且地球储量高,结合了碳材料高电导率、稳定性及硅材料高容量优点的硅基材料(Si/C、SiO/C)有着巨大的发展潜力。

    动力电池正负极使用量大约为2:1,我们根据高镍三元正极未来用量预期,推算出相应年度硅基负极需求量。

    ▌国内外企业共同发力,开启产业化之路

    2015年,日立集团旗下的Maxell公司已经开发出以“SiO-C”为负极材料的新式锂电池,并成功地应用到智能手机商业化产品中。

    百度搜索“乐晴智库”,获得更多行业深度研究报告

    今年,特斯拉通过在人造石墨中加入10%的硅基材料作为动力电池负极(负极克容量达到550mAh/g以上,电池能量密度可达300wh/kg)成功运用于Model3,开启硅碳负极材料运用于动力电池的里程碑。

其他新闻
  • 【专业回收废旧贵金属范围】: 1.含金类别:金盐、金水、镀金、金线、金渣、金丝、金牌、边角料、镀金挂件、吊篮、金光抛灰、镀金废液等 2.含银类别:银浆、太阳能银浆、导电银...
    2018-09-15
  • 5月20日,中化集团化工事业部与扬州经济技术开发区现场签署谅解备忘录,将在扬州开发区投资车用三元锂电池项目,总投资超100亿元,总体规划建设年产20GWh的锂电池生产线,分三期...
    2019-06-15
  • 高价回收1:含银废料:银水、银浆、导电银浆、银焊条、银丝、银触点、银粉、氧化银粉、银渣、电解银片、陶瓷银片、电解银片、擦银布、硝酸银、导电银漆、导电银油、镀银、薄膜...
    2018-09-15

全国免费咨询电话:18672335339
公司名称苏州钯碳回收有限公司
 公司地址苏州市工业园区东振路19号
版权所有:Copyright © 2002-2017 贵金属回收 版权所有

Copyright © 2002-2017 贵金属回收 版权所有
全国免费咨询电话:18672335339  公司地址苏州市工业园区东振路19号