钜大LARGE | 点击量:578次 | 2021年08月31日
硅基锂离子电池负极材料市场使用有望加速
硅基锂离子电池负极材料市场使用有望加速。硅基材料作为锂离子电池负极具有容量高、来源广泛以及环境友好等优点。经过20多年的发展,锂离子电池能量密度已无法满足现今各种消费类电子设备,尤其是储能设备及电动汽车对能量密度的需求,硅及含硅材料以其高达4000mAh/g的比容量,被认为是一种很有前途的负极材料。
硅基锂离子电池负极材料市场使用有望加速
如今,随着动力锂离子电池市场需求的急速上升,带动了上游各个材料范畴快速发展,与此同时,行业也对电池材料的性能也提出了更高的要求。在负极材料方面,近几年世界各地的科学家都在试图开发出能够替代石墨的负极材料,由于硅基负极材料的比容量可达到4200mAh/g,远高于石墨负极理论比容量的372mAh/g,高出石墨负极10倍有余,因而备受科研界和厂商的酷爱。
尽管近年来硅基负极材料在使用端做出了诸多改进,但目前在实际使用中,仍要石墨材料的配合,未能完全撼动石墨材料在锂电负极范畴的统治地位。但是随着技术的进一步发展,硅基负极材料在循环性能、加工成本等方面仍有提升空间,有望成为“锂电负极材料的新大陆”。
目前,硅基负极材料的商业化使用处于起步阶段,紧要使用范畴为高端3C、电动工具、电动汽车和锂离子电池。随着国家和市场对高能量密度锂离子电池的急切需求,硅基负极材料的市场需求会在2020年左右大幅上升,市场占比会逐年提高,预计至2023年,硅基负极材料的市场占比率达到30%以上。
充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
当前我国硅基负极市场的特点
1)当前稳定量产的硅基负极型号较少,以420mAh/g、450mAh/g两款为主,更高克容量的硅基负极还无法量产;
2)价格仍偏高,目前稳定量产的硅基负极价格介于14~20万/吨,远高于石墨类负极;
3)市场聚集度高,量产公司不超过3家,在研发及小试公司超过20家。硅基负极目前紧要有三类公司,一是现有石墨类负极公司,二是科研院校的创始团队,三是电池公司或跨界进入该范畴的纳米硅制造公司。
我国硅基负极材料尚处于初级化发展阶段,实际使用还比较小众,大部分公司处于送样探测阶段,与石墨负极相比,硅基负极材料市场体量较小且上升缓慢,2019年国内硅基负极材料出货量为0.37万吨,在负极材料中的渗透率约仅为1.4%。
在高能量密度发展的路径之上,动力锂离子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。将来NCM811和NCA成为动力锂离子电池的主流市场。随着硅基负极制备工艺及电池厂商有关高镍体系掌握的逐步成熟,硅基负极将来将迎来较为广阔的市场。依据811/NCA的发展趋势和硅基负极材料价格情况,预计2020年硅基负极市场空间可达17亿左右。
硅基负极产业化程度低,有望加速产业化运用,硅基负极市场海外供应商相对聚集,市场聚集度高。预算2022年硅基负极材料需求量为2.2万吨,预计行业均匀毛利率40%以上。按照12万元/吨价格计算,2022年硅基负极材料市场空间近25亿元,市场空间广阔,增速较快,随着硅碳纳米技术公布,硅基负极规模化使用有望加速,我们预计2022年市场规模有望达30亿。
在目前动力锂离子电池正极材料未能取得重大冲破时,负极材料的选用成为了决定动力锂离子电池能效的紧要因素。随着新能源汽车对续航里程的要求不断提高,硅基负极材料的高比容量优点将逐步显现,有望打破石墨在锂电负极材料范畴的“独大”格局,锂离子电池负极材料市场或将重新洗牌。