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能量密度最高提升四成 哪些负极公司“掺硅”进度领先?

作者:中国储能网新闻中心 来源:科创板日报 发布时间:2022-05-18 浏览:

中国储能网讯:《科创板日报》5月18日讯,继特斯拉、广汽、蔚来等车企之后,高端汽车品牌也向硅基负极电池张开双臂。

2025年起,梅赛德斯-奔驰将在G-Class电动车上搭载一种全新高能量密度电池,采用硅基负极,其能量密度较目前可用的同类电池高出20%-40%。

有知情人士告诉财联社记者,该电池由宁德时代供货,而负极材料供货商则为美国加州初创公司Sila Nanotechnologies(下文简称为“Sila Nano”)。

Sila Nano是谁?该公司由Gene Berdichevsky创立,后者是特斯拉创建初期的第七位员工。早在2019年,戴姆勒便以1.7亿美元入股Sila Nano,同时在其董事会获得一个席位。

Sila Nano对自身的定位为“只做电芯负极材料,不做电芯”,专注研发硅负极材料。不过,与市场所熟知的、将部分石墨替换为硅的硅基电池不同,Sila Nano将负极中的所有石墨100%替换为硅,即“全硅负极材料”。

该负极材料采用纳米微孔结构,可容纳更多锂离子,从而有效提高电芯能量密度,最终可将能量密度提高50%。同时,经过多次充放电循环后,整个结构尺寸变化较小,不会因膨胀而塌陷。

另一方面,据此前数据显示,宁德时代的高镍三元+硅基负极电芯比能可达304Wh/kg。

从技术及能量密度来看,有Sila Nano与宁德时代在支撑的戴姆勒,或许有望在碳基负极竞赛中领先对手一步——不过,正如文初所述,这一愿景的实现还需待2025年。

目前,占据市场主流的仍旧是“以硅取代部分石墨”的硅基负极技术。

除奔驰之外,特斯拉已将硅基负极应用于Model 3,在人造石墨中加入10%硅,负极容量提升至550mAh/g,单体能量密度达300Wh/kg,同时公司也已明确自产大圆柱电池将采用硅基负极,广汽、蔚来等车企电池也已搭载这一技术;电池企业中,三星SDI、松下也已采用硅基负极。

为何硅基负极电池能获多家青睐?主要原因便是“高能量密度”。

如今,主流石墨负极企业比容量可达355-360mAh/g,接近理论比容量372mAh/g,亟需更高能量密度的新材料来满足技术进步的要求。

因此,理论容量4200mAh/g的硅成为备受看好下一代负极材料。行业一致判断是,兼顾相比石墨更高比容量与更长使用寿命,硅基负极在高端锂电领域将快速迎来规模化应用需求。

过去几年,由于产品售价较高及配套产业链不成熟等原因,硅基负极产业化进展不及预期。

不过去年以来,特斯拉、宁德时代等企业相继开始量产使用硅基负极的动力电池产品,部分负极企业也开始投资建设相关产线。

随着各企业对硅基负极材料产能扩张及下游锂电池的规模导入,上海钢联新能源事业部锂电材料分析师常柯预计,2023年硅基负极材料会有规模级产能释放。天风证券也认为,2023年硅基负极有望迎来放量拐点,渗透率达6.5%,2025年达14%。届时全球硅基负极需求量将达52万吨,市场空间319亿元,2021-2025年复合增速可达135%。

从产业链来看,硅基负极配套材料也有望同步受益,纳米硅粉、补锂剂、硅碳负极粘结剂、碳纳米管导电剂、新型电解液添加剂等产品需求将得到显著催化。中金证券上述报告测算,2025年硅基负极需求增长,有望带动纳米硅粉/补锂剂/碳纳米管导电剂需求分别达到2万/2万/32万吨。

A股公司中:

贝特瑞已新建4万吨硅基负极材料项目,预计2023年12月建成投产;

石大胜华此前在投资互动平台透露,硅基负极材料及添加剂已向客户送样测试,后续持续跟踪客户数据反馈。硅基负极未来市场前景较为广阔,潜在客户有宁德时代、ATL、三星、LG等,4680厂家会作为重中之重;

硅宝科技在互动平台表示,硅基负极相关产品已通过数家电池厂商测评并实现小批量供货,此外其去年也已与宁德时代前述合作框架协议;

杉杉股份硅基负极包头量产线已开始出货,正在规划新量产基地。且硅基负极已通过领先电池企业测试验证,预计2023年底将在动力电池领域上量;

翔丰华则表示,公司开发的硅基负极材料产品处于中试阶段,已具备产业化条件。后续若有市场需求,将根据客户需求进行相应匹配批量生产。

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关键字:动力电池

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