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规模化受阻 硅碳负极前途几何?

北极星储能网  来源:高工锂电技术与应用  作者:左伟峰  2019/10/15 8:34:32  我要投稿  

北极星储能网讯:长期来看,在国内动力电池能量密度突破300Wh/kg,越来越高和原材料成本下降的情况下,硅碳负极市场前景依然巨大。

(来源:微信公众号“高工锂电技术与应用” ID:weixin-gg-lbte 作者:左伟峰)

前景无限美好的硅碳负极在市场规模化方面陷入困局。

前两年对高能量密度动力电池,政策补贴大力支持,硅碳负极市场向好发展。这两年政策补贴大幅滑坡,上下游产业降本和市场竞争更加惨烈,硅碳负极市场需求陷入萎靡不振。

据可靠消息称,2019年上半年硅碳负极总出货量大约在900-1500吨,保守预测全年可能跟去年相差不大。因为2018年硅碳负极总出货量就2600吨左右。

其中作为硅碳负极的主要市场,动力电池装机量增长乏力,尤其是主导硅碳材料应用的圆柱动力电池。这一点可以从高工产业研究院(GGII)发布的《动力电池月度数据库》统计中得到验证。

数据表明,2019年1-8月圆柱动力电池装机量约2.96GWh,同比增长3%,主要以18650、32135、21700、66160、26800五种圆柱型号配套装机为主。

方形和软包动力电池方面,由于其结构件抑制硅碳负极材料膨胀效果差,目前应用较少,暂时可忽略不计对硅碳负极的市场影响。

从电池企业角度看:虽然国内宁德时代、比亚迪、国轩高科、万向A123、微宏动力等也布局硅碳负极材料体系,并采用纯硅包覆和硅氧掺杂方式研发,但几乎处于研发和试生产阶段。

对硅碳负极出货量有影响的头部电池企业比克和力神等,却由于业务转型,市场形势不好等,大幅缩减3Ah、18650型号的圆柱电池产量,减少硅碳负极材料订单。

从材料厂商看:国内企业有杉杉股份、江西紫宸、斯诺实业、星城石墨、江西正拓等,但硅碳负极能出货的只有几家,其中前两家出货量占比70%以上,寡头效应显著。

在政策补贴滑坡,原材料降价才有竞争力的情况下,贝特瑞和杉杉的硅碳负极生产量受限。

原因是硅碳负极稳定量产的型号主要是420kg/Wh,价格约10-13万元/吨,远远超过5万元/吨的170Kg/Wh人造石墨。

值得注意的是,在高端数码和电动工具类等细分市场方面,国内硅碳负极出货量有所上涨,不过所占份额不多。

主要缘由是国际电动品牌巨头如博世、TTI等开始切换国内供应商,放弃国外三星,松下的电池,转向采购国内的亿纬锂能,卓能新能源等。同时工具类产品电池需要高容量,对循环性要求不高,价格不敏感。

国内硅碳负极市场增长受挫,业内如杉杉股份,斯诺实业,江西正拓等知名企业高层,一致认为阻碍原因主要如下:

➤首先成本过高导致无法扩大市场。

新能源汽车补贴退坡及取消后因成本压力,电池厂商对价格极其敏感。目前主机厂要求电池模组成本降到0.75元/Wh以内,而电池厂大部分在0.8-0.9元/Wh左右。

如果再用十几万元/吨左右的硅碳负极材料,动力电池价格将增加,势必更难被终端客户接受。

➤其次圆柱电池增长乏力,致使硅碳负极市场不振。

圆柱动力电池市场是目前硅碳负极最大使用市场,但硅碳负极的特性使圆柱电池丧失了低成本和高一致性优势,增量不行。

➤最后动力电池市场作为硅碳负极主流需求市场,技术瓶颈限制其性能发挥。

OEM厂要求动力电芯循环在1000次以上,目前多数企业NCM811/NCA+硅碳负极只能达到400-500次循环。

这方面只有比克等头部企业达到标准,但质量和SOC循环依旧受影响。万向A123的负极硅碳材料通过预锂化掺杂技术,搭配正极包覆过的NCM811,能量密度可达304Wh/kg,体积比能量650Wh/L以上,可量产方面问题重重。

一方面硅碳负极副反应多,高膨胀性、首次充放电效率低影响电池质量。

另一方面由于没有与硅碳负极匹配的电解液,反应形成的SEI膜,在硅体积变化影响下反复破坏与重新形成,锂离子被大量消耗,造成SOC循环差和电池容量下降。

总之,今年硅碳负极市场面临重重阻碍。从技术和实际应用看,当前还处于导入阶段,大规模产业化还存在一些困难。

不过长期看,在国内动力电池能量密度突破300Wh/kg,越来越高和原材料成本下降的情况下,其市场前景依然巨大。


原标题:规模化受阻 硅碳负极前途几何?

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