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硅碳负极Q3需求停滞 市场化进程进入缓冲期?

钜大LARGE  |  点击量:532次  |  2022年07月13日  

被寄予厚望的硅碳负极在规模化应用中似乎遇到了阻滞。据可靠信源显示,第三季度以来,国内电池公司有关硅碳负极材料的采购基本处于停滞状态,硅碳在动力领域的批量应用或将进入缓冲期。


根据调研,从去年下半年开始,采用硅碳负极的锂电池已经有少量已推向高端数码市场。动力锂电池公司也在抓紧研发,快者已处于中试水平。硅碳负极的规模化应用似乎如箭在弦。


今年上半年,由于国际电池巨头供应紧缺,国内高容量数码电芯市场需求激增,一度呈现供不应求、价格上涨的态势,第一、二季度,数码用硅碳负极需求稳增。动力方面,随着部分车企"高镍正极+硅碳负极"方法的车型推出,动力型硅碳材料市场也出现了千吨的市场增量。


然而进入第三季度以来,无论是3C数码还是动力领域,国内硅碳材料市场需求出现大幅缩减,几近停滞。市场上仍有少量出货重要是满足电池公司的库存需求,电池厂商基本用回了此前的材料体系。


业内人士普遍认为,硅碳材料需求突然萎缩,原因在于,一方面成本价格较高,硅碳锂电池在下游的推广应用遇阻;另一方面电池在批量生产过程中还存在容量快速衰减等问题,目前应用硅碳产品并真正用好的电池厂商并不多。

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综合来看,按照国内在2020年实现动力锂电池能量密度达到300Wh/kg的目标,硅碳动力锂电池是行业发展的必然趋势,这点毋庸置疑。但如今硅碳材料出货骤减,从一定程度上反映出国内硅碳产品的应用瓶颈,对行业的发展也存在一定警示。


应用短暂遇阻


有关硅碳材料而言,由于数码用量和动力用量不同量级(数码月度需求是十位级,而动力是千位级)。因此硅碳材料市场需求缩减重要表现为动力领域的需求萎缩。


高工锂电了解到,今年上半年有动力锂电池公司在采购硅碳材料时希望提高其克容量,以期提升最终车型的续航里程。但是经过测试后,由于循环寿命不及预期以及出于安全性能考虑,还是决定用回原来的产品。


另一位业内人士也证实,有关高容量圆柱型动力锂电池而言,做到2.8Ah的循环寿命要求做到1000次,然而目前批量生产量够达此目标的动力锂电池公司依旧很少。

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另外,较高的材料成本也成为阻碍硅碳材料市场推广的一道关卡。


根据业内测算,硅碳复合材料1Ah比人造石墨高出0.2元,加之要搭配高镍三元材料以及相匹配的电解液、隔膜等材料,硅碳电池1Ah至少比常规三元电池贵0.5元。假如一辆车搭载3000只18650-3.0Ah电芯,仅材料成本就至少高出4500元。


此外,部分负极材料厂商当下更偏向在传统石墨负极方面进行工艺升级,突破技术瓶颈,进一步提升首次库伦效率,以满足下游客户需求。


一位负极材料业内人士表示,石墨的循环性及安全性均非常优异,石墨负极材料里面深层次的技术挖掘潜力还很大,将首效提高至95%甚至是97%,这有关负极材料厂商而言,当中依旧有很大的进步空间。硅碳负极要成为主流仍需较长一段时间。


硅碳的不可逆趋势


按照国内在2020年实现动力锂电池能量密度达到300Wh/kg的目标,有关负极材料而言,采用传统的石墨几乎是不可能完成的任务,因此硅碳材料应用是必然出路。


目前,包括正拓能源、斯诺、杉杉、星城石墨、湖州创亚等主流负极材料公司都在积极响应,纷纷扩大硅碳负极材料产量。其中,正拓能源、BTR已率先实现批量供应。


事实上,在负极材料领域,做出硅碳复合负极材料并不难,但批量生产出电化学性能优良的复合材料则非常难。而制约硅碳负极大规模应用的问题重要集中在三个方面:一是硅碳复合材料的电极膨胀率较高;二是硅碳负极材料的循环性和库仑效率相对较低;三是成本较高。


有关硅碳负极材料的市场应用遇阻,主流负极厂商的一致态度是,硅碳电池是行业发展的必然趋势,但从技术瓶颈突破到终端下游接受,还要一段时间,预计要2019年市场应用才能爆发,材料公司当前还需继续练就内功。


电池领域,比亚迪、CATL、天津力神、比克、万向A123、国轩高科、微宏动力等动力锂电池公司正在加快对硅碳负极体系的研发和试生产。


值得一提的是,当前电池公司也在积极寻求用好硅碳负极的解决方法,其中预补锂工艺的尝试应用,就有望解决硅碳负极首次库伦效率较低的问题。通过补锂设备直接向负极极片喷涂金属锂粉的方式进行补锂,补充负极在首次充电过程中不可逆的容量损失,以此提升首次库伦效率。


由于预补锂工艺有关安全性控制保障以及技术要求较高,目前预补锂工艺应用仍处于起步阶段,随着该工艺的成熟应用将有望推动硅碳负极材料的规模化应用。

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