在由SMM、重庆市江津区人民政府、上期所共同共同主办的2023 SMM第十二届金属产业年会-SMM锂电负极及石墨碳素产业年会上,晖阳(贵州)新能源材料有限公司董事长胡海平解析了锂电池负极材料产业发展趋势与投资前景。他表示,未来,负极材料应用范围将不断扩大,市场需求也将持续增长,2022年预计市场新增100+万吨负极产能,预计2023及以后负极产能始终会大于锂电池需求。不过目前头部企业逐渐明晰但并不稳固,有资金技术企业会持续冲击头部,行业变成红海,内卷永不停息。
新能源负极材料行业简介
负极行业简介
锂离子电池是当前新能源行业的核心载体, 主要用于替代汽车驱动能源, 以及储能/3C行业;负极材料是锂离子电池制造核心材料之一。
负极材料是锂离子电池产业链的四大材料之一, 约占锂离子电池总成本的8~15%。
中国新能源汽车以年均40%+速度持续增长, 并带动全球新能源汽车增长;新能源行业处于高速发展的风口且长期持续发展, 新能源负极材料预计2026年超过1500亿元。
负极产业投资以人造石墨为主, 目前以一体化生产投资为主,同时向上下游扩展。
晖阳新能源负极材料开发方向
EV能量型负极材料设计理念
适用领域:纯电BEV、PHEV、商用车、部分储能ESS等。
EV快充实现方式
① 原材料优选:高容量兼顾高功率;定制化原料。
② 颗粒设计:骨料尺寸设计;粒度分布设计;颗粒形貌优化;颗粒结构设计。
③ 表面修饰:包覆方式设计;包覆量设计;包覆材质选择。
适用领域:纯电BEV、PHEV等。
高功率负极材料设计理念
原料筛选:优选高各项同性、高动力学原料;
骨料设计:较小的骨料设计,缩短Li+固相传输路径;
表面修饰:碳包覆提升低温、快充特性。
晖阳新能源先进负极材料开发
硅基负极产业现状
硅基负极市场渗透率不足2%,市场处于初级阶段 2023-2029年复合增长率(CAGR)为41.89%
硅基负极技术优势
硅基材料储量丰富;理论容量高;大大提升单体容量。
硅基负极主要种类
Si-C:采用纳米化硅材料进行碳包覆,与石墨复合,掺混,得到各种容量的硅碳复合材料;
SiOx-C:采用SiOx为原料进行碳包覆,与石墨掺混,满足动力电池需求;
多孔Si结构:采用预留膨胀空间的多孔、核-壳等结构,制备硅碳负极;
多孔碳化硅:采用多孔碳为载体,在多孔碳内部沉积纳米硅,缓解体积膨胀。
硅基负极产品性能现状
目前硅基负极产品在容量、首效和倍率性能方面均已经达到标准,在循环性能方面,依旧存在技术攻关重点和难点,需要满足动力电池循环要求(>1000周)。
硬碳开发背景
锂资源紧缺,锂价格一路高涨,钠资源丰富,钠电池具有成本优势;随着钠电池应用场景成熟,钠电池技术取得突破;且石墨不适合储钠,硬碳是合适的钠电负极材料。
从物理结构上来看,钠离子的半径为 0.102nm, 远大于锂离子的半径(0.069 nm),石墨之间的层间距较小(0.334nm),钠离子难以在石墨中有效插层,使用石墨作为钠电池负极材料,其实验室中储钠比容量仅有 35mAh/g。
从热力学上来看,高钠含量石墨化合物具有热力学上的不稳定性。理论计算表明,石墨储钠容量低归因于热力学因素。钠离子与石墨层之间的相互作用弱,钠离子难以与石墨形成稳定的插层化合物是石墨储钠容量低的原因。
硬碳前驱体来源
生物质硬碳有望率先量产,随着技术升级和量产加快,硬碳成本有望进一步下探。
生物质硬碳工艺技术路线
生物质(椰壳等)经过低温热处理(600-800℃)——粒径/形貌控制——造孔——高温碳化(1000-1500℃)。
生产核心难点在于负极材料前驱体的选择及生产环节中硬碳造孔和界面设计等工艺细节的处理。
负极材料行业投资前景
应用范围不断扩大
动力电池——新能源汽车、船舶、小型载具、工程机械等
储能电池——储电站、移动供电、家用风光储电设备等。
市场需求持续增加
过去十年复合增长率35+%;在全球范围内会继续增长十年;
市场供给大于需求
2022年新增100+万吨负极产能;2023及以后负极产能始终会大于锂电池需求。
整体来看,未来负极行业,市场持续扩大,,风口特性明显;行业变成红海,,内卷永不停息;头部企业逐渐明晰但并不稳固,有资金技术企业会持续冲击头部;靠砸钱进来的外行企业会一地鸡毛!
负极行业投资趋势
产能布局方面,通过建设基地,实现一体化建设, 降本增效;市场布局方面,与电池企业深度合作共同开发,电池项目专用产品研制。
产业布局,商业链方面,源网荷储,生态链建设及生态链化学反应。
未来,将持续向海外拓展,布局欧洲、美洲及印度市场。