鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2018年12月12日
超5家企業布局擴產 硅碳負極2018年或迎爆發
動力電池能量密度提升的壓力下,新材料的導入已經迫在眉睫。繼此前高鎳三元材料布局熱潮之后,關于硅碳負極的產業化也開始提上日程。
一個必須正視的現實是,石墨碳類負極材料容量已做到360mAh/g,已經接近372mAh/g的理論克容量,再想提升其空間已很難實現。
在這種背景下,克容量高達3500mAh/g以上的硅基負極材料應運而生,與石墨負極材料相比,硅負極材料的理論能量密度超其10倍以上。為了盡可能的提升電池的能量密度,現國內眾多企業已開始加大對硅基負極材料的研發與應用。
進入2017年以來,已經有多家材料和電池企業加大了在硅碳負極材料生產和產業化應用。
今年4月,杉杉股份對外稱,目前其硅碳負極已經具備每月噸級的出貨規模,預計2017年有望完成4000噸/年的生產規模。
緊隨其后,行業內頗具來頭的璞泰來宣布,計劃投資50億元在江蘇溧陽建隔膜、負極材料等項目,而在該項目中,就包括與中科院物理所合作量產新型硅碳復合負極材料。
除此之外,國軒高科在其5000噸硅基負極材料項目可行性報告中表示,公司已掌握硅基負極材料表面改性及材料預鋰化等關鍵技術;斯諾、星城石墨、湖州創亞等都在積極推進硅基負極的產業化。
在電池企業的應用上,包括比亞迪、寧德時代、力神、國軒高科等主流動力電池都在進行積極的應用探索嘗試。
由天津力神牽頭承擔的國家項目“高比能量密度鋰離子動力電池開發與產業化技術攻關”開發完成能量密度達260Wh/kg的動力電池單體,在350次充放電循環后容量保持率達到83.28%。這其中,就應用到了硅碳復合負極材料。
而由另一家動力電池企業國軒高科牽頭承擔的重點專項“高比能量動力鋰離子電池的研發與集成應用”最近也發布了其最新進展,在該項目中,采用高鎳正極材料匹配硅基負極材料實現單體電池能量密度達281Wh/kg,1C倍率充放室溫循環350次容量保持80%;采用富鋰正極材料匹配硅基負極材料實現單體電池能量密度達302Wh/kg,0.5C倍充倍放室溫循環195次容量保持80%。
據獲悉,截止2016年國內材料企業與電池企業已有部分實現小批量供應,預計在動力電池的高速發展的背景下,未來二年必將迎來鋰電池硅基負極材料的大爆發。
據數據顯示,2016年中國鋰電池硅碳負極材料產量為600噸,同比增長呈現近3倍增長,但市場總體體量仍然相對較小,占比全年鋰電負極材料總產量不到1%,其整個鋰電硅基材料行業仍處于醞釀發展時期;而影響其發展的關鍵因素有:
硅碳材料的生產技術不成熟
在硅碳負極的生產過程中,SiO的合金化為最為關鍵的步驟。但是目前國內的生產水平有限,和日韓等企業仍存在著較大的差距,目前國內企業真正能實現硅碳負極的月出貨量在百噸級別企業尚處于空白。
配套材料技術有待提高
硅碳負極材料作為新一代的高容量負極材料,其電池材料體系也作相應的升級。而目前國內與其配套的高鎳三元正極材料(NCM811、NCA)、高壓三元電解液、硅系粘接劑等發展水平有限,因此硅碳負極材料在國內尚未實現大批量的應用。
規模化企業缺失,價格居高不下
常規的石墨類負極材料由于發展較為成熟,價格穩定且處于緩慢下滑階段。而新型的硅碳負極材料由于工藝難度高且規模化效應低,生產成本居高不下,也是限制其應用的主要原因之一。未來,隨著工藝技術的成熟和批量化生產帶來的規模化效應的提高,其使用成本將逐漸降低。
總體而言,硅碳材料在國內發展起步較晚,在材料本身技術與產品應用領域技術上相對落后,目前大部分國內電芯企業與材料企業均處于實驗階段,只有小部分企業進入小批量試產階段,但未來隨著國家政策對動力電池能量密度的激勵,要求電池能量密度到2020年達到300Wh/kg。
在政策性的推動下將進一步促使新能源動力電池的高速發展,硅碳材料作為高倍率、高能量型新材料是目前最具備產業化的首選材料,未來高能量密度動力電池的發展必將再進一步促進我國高能量密度電池的技術進步。
據數據顯示,截止2017年4月份國內上已有多家負極材料企業加大擴產硅碳材料,且也有多家跨行也的新進入者涉足布局硅碳負極材料,其新增產能將于2017年年底開始陸續投產,預計硅碳材料行業即將在2018年開始真正大面積登上鋰電池負極材料大舞臺,未來必是作為新型負極材料重點發展路線之一。
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