鉅大LARGE | 點擊量:2168次 | 2018年11月29日
硅碳負極材料正在走向產業化
硅碳負極作為新型鋰離子電池負極材料,對于提升電池能量密度能發揮比當前石墨負極更顯著功效。但是由于其在應用方面存在較高壁壘,所以尚處于產業化前期。當前松下已經實現含硅碳負極材料的18650電池的量產,同時特斯拉已經將硅碳負極應用于車用動力電池,硅碳負極材料應用前景越來越光明。國內硅碳負極相關受益標的,重點推薦杉杉股份,推薦關注國軒高科、中國寶安等。對于新能源板塊,繼續維持推薦評級。
提升電池能量密度是永恒話題。對于當前成熟的石墨負極材料,其能量密度潛力基本已被充分發揮。與石墨負極材料相比,硅基負極材料的能量密度優勢明顯。石墨的理論能量密度是372mAh/g,而硅負極的理論能量密度超其10倍,高達4200mAh/g。所以硅碳負極的應用,可以提升電池中活性物質含量,從而大大提升單體電芯的容量。
硅碳負極產業應用具有較高技術門檻。硅碳負極材料是一種使用起來非常困難的材料:1、在充放電過程中會引起硅體積膨脹100%~300%,而石墨材料只有10%左右,所以硅碳負極的膨脹收縮會導致負極材料的粉末化,從而嚴重影響電池使用壽命;2、硅為半導體,導電性比石墨差很多,導致鋰離子脫嵌過程中不可逆程度大,從而降低了其首次庫倫效率,其直接效應也是使電池循環壽命變差。所以硅碳負極的應用需要較高的技術壁壘。
海外已經初步實現硅碳負極產業化。日本松下2012年發布的NCR18650C型號電池,容量高達4000mah,并于2013年實現量產,如此高容量電芯,松下就是使用了硅碳負極材料。另外,特斯拉加速硅碳負極在車用動力電池領域的規模化應用。
國內硅碳負極產業化尚處于初期,但技術進步非常明顯。貝特瑞憑借在負極材料領域技術領先地位,其硅碳負極的研發和生產一直處于國內領先水平。公司硅碳負極材料在2013年通過三星認證之后,2014年~2016年產量處于攀升階段,其產品市場認可度也在逐步提升。另外,杉杉股份早在2009年開始研發硅碳負極,當前也實現月產噸級規模,下游客戶包括國內外主流電池生產企業,技術水平領先行業。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
預計2020年硅碳負極材料市場空間50億左右,同時市場集中度將非常高。目前,行業中硅碳負極尚未形成廣泛推廣的成熟方案,主流的電池生產企業對于硅碳負極的使用,主要以摻雜形式,且各個企業摻雜比例也存在差異。參考當前硅碳負極材料市場售價水平,我們按照負極材料中摻雜10%左右的硅碳負極,預測未來3~5年隨著滲透率提升,硅碳負極可擁有的市場空間大約為50億左右。