石墨負(fù)極密集投產(chǎn) 硅碳助力突破300Wh/kg比能量
受益于全球汽車電動(dòng)化進(jìn)程的快速推進(jìn)，鋰電負(fù)極材料需求呈現(xiàn)高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。此前有業(yè)內(nèi)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，2020年全球動(dòng)力電池負(fù)極材料需求量約28萬噸；到2025年僅中國(guó)動(dòng)力電池需求量就將達(dá)到310GWh，相應(yīng)負(fù)極材料需求量將達(dá)26萬噸，市場(chǎng)空間十分巨大。
石墨負(fù)極投產(chǎn)加速
浦項(xiàng)化學(xué)近日表示，電動(dòng)汽車二次電池市場(chǎng)預(yù)計(jì)將從2020年的194GWh增長(zhǎng)到2023年的366GWh。因此，對(duì)人造石墨負(fù)極材料的需求也將劇增，有必要擴(kuò)充生產(chǎn)能力。浦項(xiàng)化學(xué)計(jì)劃以2023年的產(chǎn)量為基礎(chǔ)，擴(kuò)增天然石墨負(fù)極材料10.5萬噸、1.6萬噸人造石墨以及9萬噸的正負(fù)極材料，提高全球市場(chǎng)份額。
據(jù)韓國(guó)媒體報(bào)道，浦項(xiàng)化學(xué)決定投資2177億韓元（約合1.8億美元）建立新的人造石墨負(fù)極材料工廠。新的材料工廠位于韓國(guó)浦項(xiàng)市的藍(lán)谷國(guó)家工業(yè)園區(qū)，預(yù)計(jì)年產(chǎn)1.6萬噸，可供應(yīng)約36萬輛50kWh電動(dòng)汽車。該工廠建設(shè)于今年動(dòng)工，計(jì)劃將于2023年完工。
據(jù)悉，負(fù)極材料是鋰電池充電時(shí)儲(chǔ)存鋰的主體，占到鋰電池成本的10%-15%左右。目前，石墨類材料是鋰電池負(fù)極材料的主流，可分為天然石墨和人造石墨。由于原材料和工藝特性，人造石墨負(fù)極材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)比天然石墨產(chǎn)品更穩(wěn)定。另外，其壽命長(zhǎng)并且有利于快速充電。從全球范圍來看，日本和中國(guó)企業(yè)一直主導(dǎo)著人造石墨負(fù)極材料市場(chǎng)。
今年以來，中國(guó)材料企業(yè)也是動(dòng)作不斷。3月底，璞泰來計(jì)劃在內(nèi)蒙古烏蘭察布市建設(shè)“年產(chǎn)5萬噸鋰離子電池負(fù)極材料石墨化項(xiàng)目”，該項(xiàng)目總投資12.81億元，建設(shè)周期兩年。璞泰來表示，該項(xiàng)目將可實(shí)現(xiàn)公司負(fù)極材料加工生產(chǎn)工序全覆蓋，生產(chǎn)一體化，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。
在此之前，中科電氣表示，公司初步預(yù)計(jì)到2020年年底將形成4-5萬噸負(fù)極材料產(chǎn)能。同時(shí)，目前公司在貴州格瑞特建成1萬噸石墨化產(chǎn)能，正在進(jìn)行新增1萬噸石墨化產(chǎn)能建設(shè)，爭(zhēng)取在2020年上半年投產(chǎn)，參股公司集能新材料新增1萬噸石墨化產(chǎn)能主體設(shè)施建設(shè)基本完成。此外，湖南宸宇富基新能源科技有限公司“年產(chǎn)2萬噸鋰離子電池負(fù)極材料項(xiàng)目”第一期工程于今年年初竣工投產(chǎn)。
動(dòng)力電池應(yīng)用分會(huì)研究部統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2019年我國(guó)新能源汽車動(dòng)力電池裝機(jī)量約62.2GWh，同比增長(zhǎng)9.3%。動(dòng)力電池市場(chǎng)增長(zhǎng)帶動(dòng)上游材料需求增加，2019年國(guó)內(nèi)鋰電池負(fù)極材料的產(chǎn)量約25萬噸，其中人造石墨市場(chǎng)占比估計(jì)在75%以上。未來隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展，市場(chǎng)規(guī)模還將大幅擴(kuò)大。
從市場(chǎng)格局來看，開源證券研報(bào)指出，國(guó)內(nèi)負(fù)極材料行業(yè)集中度較高，呈現(xiàn)“三大五小”的競(jìng)爭(zhēng)格局，“三大”分別指貝特瑞、杉杉股份和紫宸科技，“五小”分別指凱金能源、正拓能源、深圳斯諾、湖南星城、翔豐華。負(fù)極材料市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局將聚焦于各龍頭之間競(jìng)爭(zhēng)，低端產(chǎn)能將被逐步出清，擁有核心技術(shù)和優(yōu)勢(shì)客戶渠道的企業(yè)將會(huì)獲得更多市場(chǎng)份額，市場(chǎng)集中度將進(jìn)一步提升。
硅碳助力能量密度大提高
隨著鋰電池技術(shù)的發(fā)展，負(fù)極材料產(chǎn)品升級(jí)是必然趨勢(shì)，石墨負(fù)極體系向硅基負(fù)極體系升級(jí)是主要方向。在多種新型負(fù)極材料中，硅具有超高的理論比容量（4200mAh/g，高出傳統(tǒng)石墨材料10倍）和較低的脫鋰電位，且由于其電壓平臺(tái)與石墨相比較高，在充電時(shí)更難引起表面鋰離子析出，電池綜合安全性能更為出色，是替換鋰離子電池碳基負(fù)極最為實(shí)際的選擇。
據(jù)了解，硅碳負(fù)極材料的比容量可以達(dá)到天然石墨電極、人工石墨電極的數(shù)倍，其在鋰電池中應(yīng)用將大幅提升能量密度上限。這一新型材料已經(jīng)被全球新能源汽車明星特斯拉所應(yīng)用，其車型Model 3的動(dòng)力電池中就使用了硅碳負(fù)極材料。
目前，國(guó)內(nèi)不少材料企業(yè)都在積極布局硅碳負(fù)極，貝特瑞、杉杉股份、江西紫宸、深圳斯諾、中科電氣、江西正拓、創(chuàng)亞動(dòng)力、大連麗昌等都在積極推進(jìn)硅碳負(fù)極的產(chǎn)業(yè)化。其中，杉杉股份的高容量硅合金負(fù)極材料已產(chǎn)業(yè)化，可滿足新能源乘用車 300wh/kg 性能要求，并已對(duì) CATL 供貨。
除了CATL，目前國(guó)內(nèi)的力神電池、國(guó)軒高科、比亞迪、比克動(dòng)力、萬向A123、微宏動(dòng)力等涉電池類企業(yè)正在加快硅碳負(fù)極體系的研發(fā)和試生產(chǎn)。高鎳三元+硅碳復(fù)合材料一直被認(rèn)為是黃金搭配。目前，國(guó)軒高科和力神電池研發(fā)的高鎳三元電芯，負(fù)極采用硅碳材料，能量密度可達(dá)300Wh／kg。
不難斷定，隨著硅碳負(fù)極制備工藝及電池廠商對(duì)于高鎳體系掌握的技術(shù)逐步成熟，硅碳負(fù)極未來將迎來較為廣闊的市場(chǎng)。
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