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            產(chǎn)業(yè)鏈研究|硅碳負(fù)極的六個競爭者


            來源:藍籌企業(yè)評論

            [導(dǎo)讀]  解讀負(fù)極材料行情,關(guān)注六大硅碳負(fù)極材料企業(yè)——貝特瑞、杉杉股份、璞泰來、石大勝華、硅寶科技、翔豐華最新動態(tài)。

            中國粉體網(wǎng)訊  全球頭號新能源汽車公司特斯拉2020年9月發(fā)布4680電池,能量密度300Wh/kg,電池容量較2170電池提高5.48倍。2022年,特斯拉宣布在1月份已生產(chǎn)出第100萬塊4680電池,同時一季度德州工廠將交付首批搭載4680電池的ModelY。


            特斯拉4680電池采用的負(fù)極便是硅基負(fù)極。


            一、為什么放棄石墨負(fù)極?


            石墨負(fù)極材料目前實際比容量360-365mAh/g,已接近理論比容量372mAh/g。


            鋰離子電池四大關(guān)鍵原材料分別是正極材料、負(fù)極材料、隔膜與電解液。


            正極材料突破較早,已從早期鈷酸鋰、錳酸鋰材料升級為磷酸鐵鋰材料和三元材料,而負(fù)極材料升級緩慢,一直以石墨為主,2020年石墨類負(fù)極材料出貨量占負(fù)極材料97%市場份額。


            存在的問題是,石墨負(fù)極材料目前實際比容量360-365mAh/g,已接近理論比容量372mAh/g,因此改善石墨材料性能對鋰離子電池性能提升作用不大。




            二、為什么是硅基負(fù)極?


            單質(zhì)硅負(fù)極理論比容量4200mAh/g,是石墨負(fù)極材料理論比容量372mAh/g的11.29倍,硅氧化、納米化、復(fù)合化、多孔化、合金化、預(yù)鋰化等改性技術(shù)。


            被認(rèn)為具有前途的下一代負(fù)極材料是硅基負(fù)極,硅基負(fù)極制備方法較石墨負(fù)極材料更復(fù)雜,各廠商尚未形成標(biāo)準(zhǔn)制備方法。


            單質(zhì)硅負(fù)極理論比容量4200mAh/g,是石墨負(fù)極材料理論比容量372mAh/g的11.29倍,但純硅負(fù)極在充放電過程容易體積膨脹且導(dǎo)電性不佳。目前有硅氧化、納米化、復(fù)合化、多孔化、合金化、預(yù)鋰化等改性技術(shù),硅氧化、復(fù)合化兩種技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進程較快。


            氧化硅技術(shù)路線多用氧化亞硅,采用氧化硅摻雜,摻雜含量約5%,氧化亞硅負(fù)極理論比容量2600mAh/g且循環(huán)穩(wěn)定性較好,各大負(fù)極材料廠商對氧化亞硅負(fù)極均有所布局。日本信越化學(xué),韓國大洲,中國杉杉股份及貝特瑞均可量產(chǎn)硅氧負(fù)極。


            復(fù)合化技術(shù)路線多采用硅碳復(fù)合材料,是目前產(chǎn)業(yè)化進展最快、也是最為常用改性方法。硅材料比容量高,碳材料穩(wěn)定性好、體積變化小、導(dǎo)電性優(yōu)異,二者結(jié)合形成的硅碳負(fù)極可有效提升鋰離子電池負(fù)極比容量,也可改善電極導(dǎo)電性能。




            目前商業(yè)化硅碳負(fù)極中摻硅量一般不超過10%,比容量400-700mAh/g。2021年4月廣汽集團首發(fā)的海綿硅負(fù)極片電池技術(shù),特斯拉2021年11月收購SiILion公司,其持有的硅負(fù)極專利均為硅與碳材料復(fù)合形成的復(fù)合結(jié)構(gòu)。


            軟包電池采用正極材料NCM811和搭配比容量450/550/800mAh/g硅碳負(fù)極材料,較搭配360mAh/g石墨負(fù)極提升全電池能量密度280Wh/kg至295/310/330Wh/kg。


            目前硅碳負(fù)極商業(yè)化應(yīng)用集中在對成本敏感度相對不高的消費電子、電動工具領(lǐng)域,在動力電池領(lǐng)域滲透率相對較低。據(jù)GGII統(tǒng)計,2020年中國硅碳負(fù)極出貨量0.6萬噸,占鋰電池負(fù)極材料比例2%。


            特斯拉4680電池、寧德時代265kWh/kgNCM三元電池、國軒高科210Wh/kgLFP電芯、廣汽集團海綿硅電池包均使用了硅碳負(fù)極技術(shù)。


            三、參與公司與進程?


            貝特瑞硅基負(fù)極已突破至第三代產(chǎn)品,正研發(fā)第四代


            貝特瑞是中國最早量產(chǎn)硅基負(fù)極材料的企業(yè),硅基負(fù)極以硅氧負(fù)極材料、硅基負(fù)極材料為主,還包括少量軟碳、硬碳等新型負(fù)極材料。


            目前擁有3000噸/年硅基負(fù)極材料產(chǎn)能,產(chǎn)品已供應(yīng)核心客戶,可用于生產(chǎn)動力電池與消費電池。它的硅基負(fù)極材料已突破至第三代產(chǎn)品,提升比容量650mAh/g至1500mAh/g,更高比容量的第四代硅碳產(chǎn)品正在開發(fā)。


            貝特瑞2021年營業(yè)總收入105.96億元,同比增長138.02%;凈利潤14.21億元,同比增長187.46%;扣非凈利潤預(yù)計11億元,同比增長232.19%。


            杉杉股份路線是氧化亞硅,出貨量千噸級別,動力電池通過多辦評測


            杉杉股份主營鋰離子電池正極材料、負(fù)極材料和電解液、LCD偏光片,其研制的硅基負(fù)極以氧化亞硅為主,2021年硅氧負(fù)極出貨量千噸級別,已在消費類市場批量應(yīng)用,在動力電池應(yīng)用領(lǐng)域通過多輪評測。


            掌握硅基負(fù)極材料前驅(qū)體批量化合成核心技術(shù),制成材料已通過下游核心客戶測試;預(yù)鋰化硅材料嵌入均勻性技術(shù)瓶頸已突破,目前處于海外主流客戶測試第一梯隊。另外,公司也在推進納米硅研發(fā)。


            杉杉股份2021年業(yè)績預(yù)增公告,預(yù)計凈利潤31億元至33.9億元,同比增長2146%至2356%。


            璞泰來與中科院合作完成第二代,建成溧陽中試線


            璞泰來主營負(fù)極材料及石墨化加工、隔膜及涂覆加工。


            與中科院物理所合作量產(chǎn)硅基負(fù)極材料,硅碳試驗車間2019年投入使用,已完成第二代產(chǎn)品研發(fā),產(chǎn)品已送樣下游客戶進行測試和認(rèn)證。另外,在溧陽已建成硅負(fù)極材料中試線。


            璞泰來擁有CVD包覆、硅氧合成、納米硅研磨、噴霧造粒等核心設(shè)備,支持對氧化亞硅、納米硅碳產(chǎn)品研究開發(fā)。


            2020年營業(yè)收入52.81億元,凈利潤6.68億元;2021上半年收入39.23億元,同比上升107.82%;凈利潤7.75億元,同比上升293.93%;扣非凈利潤7.16億元,同比上升308.4%。


            石大勝華規(guī)劃2萬噸產(chǎn)能,產(chǎn)品包括普通型SiOx-C負(fù)極及高首效型SiOx-C負(fù)極


            石大勝華是電解液溶劑及鋰鹽六氟磷酸鋰供應(yīng)商。


            硅基負(fù)極材料產(chǎn)品包括普通型SiOx-C負(fù)極以及高首效型SiOx-C負(fù)極,已送樣下游客戶測試。


            2021年11月,石大勝華1000噸/年硅基負(fù)極材料生產(chǎn)設(shè)施已安裝完畢并通過竣工驗收,進入試生產(chǎn)階段,12月子公司勝華新能源規(guī)劃2萬噸/年硅基負(fù)極產(chǎn)能,建設(shè)期24個月,預(yù)計2023年12月份建成投產(chǎn)。


            石大勝華2021年預(yù)計凈利潤11.7億元到12.5億元,同比增加350.36%到381.15%,扣非凈利潤11.64億元到12.44萬元,同比增加360.42%到392.06%。


            硅寶科技建成50噸中試生產(chǎn)線,在建設(shè)1萬噸產(chǎn)線,30個月內(nèi)投產(chǎn)


            硅寶科技主營有機硅新材料。2015年進入鋰電池包市場,2016年與中國科學(xué)院共同開發(fā)硅基負(fù)極材料,2019年建成50噸/年硅碳負(fù)極中試生產(chǎn)線,項目通過四川省經(jīng)濟和信息化廳成果鑒定,鑒定結(jié)論為國際先進水平。


            2021年11月,建設(shè)1萬噸/年鋰電池用硅基負(fù)極材料產(chǎn)線,預(yù)計一期工程30個月內(nèi)投產(chǎn),二期工程于一期建成后12個月內(nèi)投產(chǎn)。


            硅寶科技2021年預(yù)告凈利潤2.52億元至2.92億元,同比增長25%至45%;扣非凈利潤2.34億元至2.74億元,同比增長26%至48%。


            翔豐華處于中試階段,已具備產(chǎn)業(yè)化條件


            翔豐華是鋰電負(fù)極材料供應(yīng)商。硅碳負(fù)極材料產(chǎn)品處于中試階段,已具備產(chǎn)業(yè)化條件。


            翔豐華2021年收入11.18億元,同比上升168.78%;凈利潤9983.94萬元,同比上升119.65%;扣非凈利潤1.03億元,同比上升206.95%。


            (中國粉體網(wǎng)編輯整理/文正)

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