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市場對于高能量密度的電池需求的增大，讓被看作下一代鋰電池負極材料的硅基負極受到關(guān)注，貝特瑞等鋰電巨頭紛紛對該領(lǐng)域進行投資。

 

01

多家電池企業(yè)入局硅基負極

 

國內(nèi)企業(yè)方面，據(jù)媒體報道，貝特瑞近日成功競得深圳光明區(qū)一宗工業(yè)用地。根據(jù)此前披露的投資計劃，公司將在此投資50億元建設(shè)年產(chǎn)4萬噸硅基負極材料項目，首期1.5萬噸將在2023年12月底前建成投產(chǎn)，2028年前實現(xiàn)4萬噸產(chǎn)能全面達產(chǎn)，產(chǎn)品為純品硅。

 

而就在2月16日晚，中國寶安發(fā)布公告，公司下屬子公司貝特瑞擬與深圳市光明區(qū)人民政府簽署《貝特瑞高端鋰離子電池負極材料產(chǎn)業(yè)化項目投資合作協(xié)議》，擬在深圳市光明區(qū)內(nèi)投資建設(shè)年產(chǎn)4萬噸硅基負極材料項目，項目預(yù)計總投資50億元。

 

作為最早批量生產(chǎn)硅基負極的企業(yè)之一，貝特瑞擁有3000噸/年的產(chǎn)能。公司的硅基負極產(chǎn)品主要應(yīng)用在電動工具及動力電池等領(lǐng)域，其中動力電池用量占比約六到七成。

 

此外，4月7日，索通發(fā)展發(fā)布公告稱，公司擬在甘肅省嘉峪關(guān)市嘉北工業(yè)園區(qū)投資建設(shè)年產(chǎn)20萬噸鋰離子電池負極材料一體化項目首期5萬噸項目。項目投資規(guī)模約7.2億元，建設(shè)內(nèi)容為年產(chǎn)5萬噸鋰離子電池負極材料石墨化爐以及配套公輔設(shè)施。

 

公司表示，在“碳達峰、碳中和”背景下，當(dāng)前世界各國都在積極開發(fā)新能源產(chǎn)業(yè)，鋰離子電池產(chǎn)業(yè)也是其中之一。作為鋰離子電池的主要組成部分，碳負極材料因其較低的成本和優(yōu)異的綜合性能，在鋰離子電池領(lǐng)域的占比逐年提升，將迎來高速發(fā)展周期。

 

碳負極材料與公司主營產(chǎn)品鋁用預(yù)焙陽極在生產(chǎn)原料、生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝等方面有較強的聯(lián)系和相通之處，公司在鋁用炭材料行業(yè)長期積累的項目建設(shè)、技術(shù)、管理等經(jīng)驗以及石油焦的集中采購、全球采購優(yōu)勢，可為本項目的實施優(yōu)化項目建設(shè)和運營成本，提高生產(chǎn)效率。

 

除了以上兩家企業(yè)，國軒高科硅基負極材料項目推進順利，已具備5000噸硅碳負極材料的生產(chǎn)能力；廣汽埃安在去年4月9日發(fā)布基于海綿硅負極電池技術(shù)的電池產(chǎn)品，并稱這種技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)鋰離子電池單體電芯體積減小20%，重量減輕14%；蔚來汽車去年1月9日發(fā)布了能量密度達360Wh/kg的150kWh固態(tài)電池。該電池的技術(shù)突破主要來源于“無機預(yù)鋰化硅碳負極”等創(chuàng)新工藝。搭載該電池包的蔚來ET7 轎車?yán)m(xù)航將超過1000km；智己汽車去年1月發(fā)布的智己L7，采用了與寧德時代合作的“摻硅補鋰”技術(shù)，單體能量密度可達300Wh/kg。

 

國外企業(yè)方面，特斯拉從Model S 和 Model X開始就已經(jīng)在石墨負極中摻雜少量的硅材料。該公司明確表示在推出的4680圓柱電池中搭配硅基負極；三星SDI預(yù)計2024年發(fā)布第三代電池硅基負極，硅含量為10%。

 

02

硅基負極產(chǎn)業(yè)化進程加快

 

據(jù)了解，硅基負極主要是指石墨摻硅復(fù)合材料，摻雜產(chǎn)品包括硅碳（Si/C）負極材料及硅氧（SiO/C）負極材料。作為下一代負極材料的主流產(chǎn)品，硅基負極憑借高容量、高膨脹系數(shù)的優(yōu)勢，能夠大幅改善鋰離子電池的能量密度。數(shù)據(jù)顯示，硅材料理論比容量高達4200mAh/g，是石墨的10倍以上。

 

隨著電池行業(yè)對鋰電池容量需求的不斷增加，越來越多的企業(yè)開始進行硅基材料的研發(fā)，由此帶動硅負極的產(chǎn)業(yè)化進程的加快。

 

杉杉股份表示，公司硅基負極產(chǎn)品已批量應(yīng)用于3C領(lǐng)域，下游客戶尚未實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，出貨占比不高。對于提升鋰電池能量密度，負極方面硅碳負極產(chǎn)品屬于重要的技術(shù)路徑之一。

 

璞泰來表示，公司硅碳負極材料目前以軟包電池和方形電池應(yīng)用為主，有一定數(shù)量的中試品在客戶端應(yīng)用。隨著產(chǎn)業(yè)鏈的配套，例如低膨脹的粘結(jié)劑、改善首效率的添加劑等的推出，會加大硅碳和硅氧材料在方形電池的應(yīng)用。公司已經(jīng)具備中試規(guī)模的硅碳和硅氧能力，根據(jù)市場需要會加大規(guī)模。

 

翔豐華表示，公司開發(fā)的硅碳負極材料產(chǎn)品處于中試階段，已具備產(chǎn)業(yè)化條件。

 

新安股份指出，碳化硅負極項目的中試工程已完成設(shè)備安裝進入試生產(chǎn)前準(zhǔn)備階段。

 

格龍新材料第一代硅碳復(fù)合負極已通過客戶的認證，到量產(chǎn)階段。

 

硅寶科技2019年建成50噸/年硅碳負極中試生產(chǎn)線，產(chǎn)品已通過數(shù)家電池廠商測評并實現(xiàn)小批量供貨。去年11月公司宣布在四川彭山建設(shè)1萬噸/年鋰電池用硅碳負極材料、4萬噸/年專用粘合劑生產(chǎn)基地、鋰電材料研發(fā)中心，項目計劃總投資人民幣5.6億元。

 

石大勝華3月4日在投資者互動平臺表示，公司1000噸/年的硅基負極材料生產(chǎn)線于2021年試生產(chǎn)，已經(jīng)給下游電池廠家送樣測評，公司同時規(guī)劃了2萬噸硅基負極項目。根據(jù)硅基負極材料特性，公司圍繞硅基負極項目同時在新型導(dǎo)電劑、正極補鋰劑進行了研發(fā)和項目規(guī)劃。該公司全資子公司勝華新能源科技(東營)有限公司還擬投資建設(shè)2萬噸/年正極補鋰劑項目，項目預(yù)計總投資9.35億元。

 

03

離大規(guī)模量產(chǎn)還面臨哪些瓶頸

 

業(yè)內(nèi)預(yù)計，到2025年，硅碳負極在圓柱動力電池、方形動力電池中的滲透率有望達到35%、20%，對應(yīng)約13萬噸硅碳負極需求。2023年，硅基負極或迎來放量應(yīng)用。

 

不過，由于硅碳負極材料仍處于產(chǎn)業(yè)化初期，還有多個問題需要解決。產(chǎn)能上，硅基負極目前產(chǎn)能較小，缺乏競爭優(yōu)勢；工藝上，硅基負極在復(fù)合摻雜比例方面還有進一步突破的空間；性能上，硅基負極的硅易體積膨脹、導(dǎo)電性差、首次充放電損耗大等問題有待提升。

 

天風(fēng)證券之前的研報指出，硅基負極優(yōu)勢是能量密度高+適合快充，劣勢是成本高+易膨脹，該機構(gòu)認為成本高是初期，可依賴規(guī)模化降本，易膨脹可搭配圓柱封裝形式。

 

可以預(yù)見，隨著電池技術(shù)的不斷提高，硅碳負極材料的產(chǎn)業(yè)化進程將不斷提速，或帶來硅負極材料的成本的降低，由此帶動該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展機遇。