石墨负极密集投产硅碳助力突破300Wh/kg比能量【钜大锂电】

受益于全球汽车电动化进程的快速推进，锂电负极材料需求呈现高速上升态势。此前有业内机构预测，2020年全球动力锂电池负极材料需求量约28万吨；到2025年仅我国动力锂电池需求量就将达到310GWh，相应负极材料需求量将达26万吨，市场空间十分巨大。

石墨负极投产加速

浦项化学近日表示，电动汽车二次电池市场预计将从2020年的194GWh上升到2023年的366GWh。因此，对人造石墨负极材料的需求也将剧增，有必要扩充生产量力。浦项化学计划以2023年的产量为基础，扩增天然石墨负极材料10．5万吨、1．6万吨人造石墨以及9万吨的正负极材料，提高全球市场份额。

据韩国媒体报道，浦项化学决定投资2177亿韩元（约合1．8亿美元）建立新的人造石墨负极材料厂。新的材料厂位于韩国浦项市的蓝谷国家工业园区，预计年产1．6万吨，可供应约36万辆50kWh电动汽车。该厂建设于今年动工，计划将于2023年完工。

据悉，负极材料是锂离子电池充电时储存锂的主体，占到锂离子电池成本的10％－15％左右。目前，石墨类材料是锂离子电池负极材料的主流，可分为天然石墨和人造石墨。由于原材料和工艺特性，人造石墨负极材料的内部结构比天然石墨产品更稳定。另外，其寿命长并且有利于快速充电。从全球范围来看，日本和我国公司一直主导着人造石墨负极材料市场。

今年以来，我国材料公司也是动作不断。三月底，璞泰来计划在内蒙古乌兰察布市建设“年产5万吨锂离子电池负极材料石墨化项目”，该项目总投资12．81亿元，建设周期两年。璞泰来表示，该项目将可实现公司负极材料加工生产工序全覆盖，生产一体化，降低生产成本，提高产品竞争力。

在此之前，中科电气表示，公司初步预计到2020年年底将形成4－5万吨负极材料产量。同时，目前公司在贵州格瑞特建成1万吨石墨化产量，正在进行新增1万吨石墨化产量建设，争取在2020年上半年投产，参股公司集能新材料新增1万吨石墨化产量主体设施建设基本完成。此外，湖南宸宇富基新能源科技有限公司“年产2万吨锂离子电池负极材料项目”第一期工程于今年年初竣工投产。

动力锂电池应用分会研究部统计数据显示，2019年我国新能源汽车动力锂电池装机量约62．2GWh，同比上升9．3％。动力锂电池市场上升带动上游材料需求新增，2019年国内锂离子电池负极材料的产量约25万吨，其中人造石墨市场占比估计在75％以上。未来随着产业发展，市场规模还将大幅扩大。

从市场格局来看，开源证券研报指出，国内负极材料行业集中度较高，呈现“三大五小”的竞争格局，“三大”分别指贝特瑞、杉杉股份和紫宸科技，“五小”分别指凯金能源、正拓能源、深圳斯诺、湖南星城、翔丰华。负极材料市场竞争格局将聚焦于各龙头之间竞争，低端产量将被逐步出清，拥有核心技术和优势客户渠道的公司将会获得更多市场份额，市场集中度将进一步提升。

硅碳助力能量密度大提高

随着锂离子电池技术的发展，负极材料产品升级是必然趋势，石墨负极体系向硅基负极体系升级是重要方向。在多种新型负极材料中，硅具有超高的理论比容量（4200mAh／g，高出传统石墨材料10倍）和较低的脱锂电位，且由于其电压平台与石墨相比较高，在充电时更难引起表面锂离子析出，电池综合安全性能更为出色，是替换锂离子电池碳基负极最为实际的选择。

据了解，硅碳负极材料的比容量可以达到天然石墨电极、人工石墨电极的数倍，其在锂离子电池中应用将大幅提升能量密度上限。这一新型材料已经被全球新能源汽车明星特斯拉所应用，其车型Model3的动力锂电池中就使用了硅碳负极材料。

目前，国内不少材料公司都在积极布局硅碳负极，贝特瑞、杉杉股份、江西紫宸、深圳斯诺、中科电气、江西正拓、创亚动力、大连丽昌等都在积极推进硅碳负极的产业化。其中，杉杉股份的高容量硅合金负极材料已产业化，可满足新能源乘用车300wh／kg性能要求，并已对CATL供货。

除了CATL，目前国内的力神电池、国轩高科、比亚迪、比克动力、万向A123、微宏动力等涉电池类公司正在加快硅碳负极体系的研发和试生产。高镍三元＋硅碳复合材料一直被认为是黄金搭配。目前，国轩高科和力神电池研发的高镍三元电芯，负极采用硅碳材料，能量密度可达300Wh／kg。