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硅碳负极材料市场化进程


作者:洛阳月星新能源科技   发表时间:2018-08-31   浏览次数:434



被寄予厚望的硅碳负极材料在规?;τ弥兴坪跤龅搅俗柚?。第三季度以来,国内电池企业对于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。从去年下半年开始,采用硅碳负极的锂电池经有少量已推向高端数码市场。动力电池企业也在抓紧研发,快者已处于中试水平。硅碳负极的规?;τ盟坪跞缂谙?。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”方案的车型推出,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主要是满足电池企业的库存需求,电池厂家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家并不多。

综合来看,按照国内在2020年实现动力电池能量密度达到300Wh/kg的目标,硅碳动力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。

硅碳材料的应用在短期内受阻

对于硅碳材料而言,由于数码用量与动力用量不同量级(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主要表现为动力领域的需求萎缩。

高工锂电了解到,今年上半年有动力电池企业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。据业内人士证实,对于高容量圆柱型动力电池而言,做到2.8Ah的循环寿命要求做到1000次,然而目前批量生产能够达此目标的动力电池企业依旧很少。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,加之需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。如果一辆车搭载3000只18650-3.0Ah电芯,仅材料成本就至少高出4500元。

此外,部分负极材料厂家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%,这对于负极材料厂家而言,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。

硅碳材料的发展是必然趋势

按照国内在2020年实现动力电池能量密度达到300Wh/kg的目标,对于负极材料而言,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企业都在积极响应,纷纷扩大硅碳负极材料产能。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主要集中在三个方面: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。对于硅碳负极材料的市场应用遇阻,主流负极厂家的一致态度是,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,还需要一段时间,预计要2019年市场应用才能爆发,材料企业当前还需继续练就内功。

电池领域,比亚迪、宁德时代、天津力神、比克、万向A123、国轩高科、微宏动力等动力电池企业正在加快对硅碳负极体系的研发和试生产。值得一提的是,当前电池企业也在积极寻求用好硅碳负极的解决方案,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。由于预补锂工艺对于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?;τ?。

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