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規模化受阻 硅碳負極前途幾何

鉅大LARGE  |  點擊量:915次  |  2020年02月14日  

長期來看,在國內動力電池能量密度突破300Wh/kg,越來越高和原材料成本下降的情況下,硅碳負極市場前景依然巨大。


前景無限美好的硅碳負極在市場規模化方面陷入困局。


前兩年對高能量密度動力電池,政策補貼大力支持,硅碳負極市場向好發展。這兩年政策補貼大幅滑坡,上下游產業降本和市場競爭更加慘烈,硅碳負極市場需求陷入萎靡不振。


據可靠消息稱,2019年上半年硅碳負極總出貨量大約在900-1500噸,保守預測全年可能跟2018年相差不大。因為2018年硅碳負極總出貨量就2600噸左右。


其中作為硅碳負極的主要市場,動力電池裝機量增長乏力,尤其是主導硅碳材料應用的圓柱動力電池。這一點可以從高工產業研究院(GGII)發布的《動力電池月度數據庫》統計中得到驗證。


數據表明,2019年1-8月圓柱動力電池裝機量約2.96GWh,同比增長3%,主要以18650、32135、21700、66160、26800五種圓柱型號配套裝機為主。


方形和軟包動力電池方面,由于其結構件抑制硅碳負極材料膨脹效果差,目前應用較少,暫時可忽略不計對硅碳負極的市場影響。


從電池企業角度看:雖然國內寧德時代、比亞迪、國軒高科、萬向A123、微宏動力等也布局硅碳負極材料體系,并采用純硅包覆和硅氧摻雜方式研發,但幾乎處于研發和試生產階段。


對硅碳負極出貨量有影響的頭部電池企業比克和力神等,卻由于業務轉型,市場形勢不好等,大幅縮減3Ah、18650型號的圓柱電池產量,減少硅碳負極材料訂單。


從材料廠商看:國內企業有杉杉股份、江西紫宸、斯諾實業、星城石墨、江西正拓等,但硅碳負極能出貨的只有幾家,其中前兩家出貨量占比70%以上,寡頭效應顯著。


在政策補貼滑坡,原材料降價才有競爭力的情況下,貝特瑞和杉杉的硅碳負極生產量受限。


原因是硅碳負極穩定量產的型號主要是420kg/Wh,價格約10-13萬元/噸,遠遠超過5萬元/噸的170Kg/Wh人造石墨。


值得注意的是,在高端數碼和電動工具類等細分市場方面,國內硅碳負極出貨量有所上漲,不過所占份額不多。


主要緣由是國際電動品牌巨頭如博世、TTI等開始切換國內供應商,放棄國外三星,松下的電池,轉向采購國內的億緯鋰能,卓能新能源等。同時工具類產品電池需要高容量,對循環性要求不高,價格不敏感。


國內硅碳負極市場增長受挫,業內如杉杉股份,斯諾實業,江西正拓等知名企業高層,一致認為阻礙原因主要如下:


首先成本過高導致無法擴大市場。


新能源汽車補貼退坡及取消后因成本壓力,電池廠商對價格極其敏感。目前主機廠要求電池模組成本降到0.75元/Wh以內,而電池廠大部分在0.8-0.9元/Wh左右。


如果再用十幾萬元/噸左右的硅碳負極材料,動力電池價格將增加,勢必更難被終端客戶接受。


其次圓柱電池增長乏力,致使硅碳負極市場不振。


圓柱動力電池市場是目前硅碳負極最大使用市場,但硅碳負極的特性使圓柱電池喪失了低成本和高一致性優勢,增量不行。


最后動力電池市場作為硅碳負極主流需求市場,技術瓶頸限制其性能發揮。


OEM廠要求動力電芯循環在1000次以上,目前多數企業NCM811/NCA+硅碳負極只能達到400-500次循環。


這方面只有比克等頭部企業達到標準,但質量和SOC循環依舊受影響。萬向A123的負極硅碳材料通過預鋰化摻雜技術,搭配正極包覆過的NCM811,能量密度可達304Wh/kg,體積比能量650Wh/L以上,可量產方面問題重重。


一方面硅碳負極副反應多,高膨脹性、首次充放電效率低影響電池質量。


另一方面由于沒有與硅碳負極匹配的電解液,反應形成的SEI膜,在硅體積變化影響下反復破壞與重新形成,鋰離子被大量消耗,造成SOC循環差和電池容量下降。


總之,今年硅碳負極市場面臨重重阻礙。從技術和實際應用看,當前還處于導入階段,大規模產業化還存在一些困難。


不過長期看,在國內動力電池能量密度突破300Wh/kg,越來越高和原材料成本下降的情況下,其市場前景依然巨大。


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