弓兵近战梗
當前位置: 新思界 > 產業 > 新能源 > 聚焦 >

硅碳負極材料爆發性增長 2018年市場增幅超過5倍

2019-05-31 08:53      責任編輯:馮瀚東    來源:www.ofjab.club    點擊:
分享到:

硅碳負極材料爆發性增長 2018年市場增幅超過5倍
 
        鋰電池負極材料主要分為碳基材料和非碳基材料。碳基材料中的石墨類材料應用較廣,如人造石墨、天然石墨和中間相炭微球。碳基材料中的軟碳,例如石油焦和針狀焦,直接用作負極材料的比較少,更多是用作制造人造石墨或改性石墨的原材料。非碳基材料中,鈦基材料和硅基材料較為常見。
 
        石墨負極材料地位短期難以撼動。根據新思界產業研究中心公布的《2019-2024年硅碳負極材料行業市場深度調研及投資前景預測分析報告》顯示,2018年負極材料出貨19.2萬噸(含出口),其中人造石墨13.3萬噸,天然石墨4.58萬噸,其他負極材料(鈦酸鋰、碳硅復合材料等)1.32萬噸。因良好的負極性能和優異的性價比,人造石墨和天然石墨占負極材料總出貨量的95%,短期內地位難以撼動。2018年硅碳復合負極材料出貨量達到1.02萬噸,增長超過5倍。
 
        工信部等四部委發布的《促進汽車動力電池產業發展行動方案》中提出,到2020年,新型鋰離子動力電池單體比能量超300Wh/公斤,系統比能量達260Wh/公斤;到2025年,單體比能量達500Wh/公斤。傳統石墨很難達到這一要求,而硅碳復合材料的超高理論能量密度可以顯著提升單體比容量。
 
        硅材料比容量高,可快充,最具發展前景。石墨的理論能量密度是372mAh/g,而硅的理論能量密度超過其10倍,高達4200mAh/g。使用硅材料作電池負極來提升電池能量密度,已經成為業界公認的方向之一。
 
        硅材料使用的瓶頸在于其循環性能較差:硅顆粒在脫嵌鋰時的高膨脹率(硅負極充放電膨脹可達360%,而普通石墨僅為10%)導致負極在循環過程中快速衰減;硅顆粒表面SEI膜持續生長會對電解液和鋰離子造成不可逆消耗。目前,相對較為成熟的技術方案是,采用體積效應小、循環穩定性好的碳材料作為載體,摻入高比容量的硅材料作為主要活性體,以此合成硅碳復合材料。硅碳復合材料能夠有降低硅材料在充放電過程中體積膨脹造成的負面影響。硅碳復合的工藝方式有包覆、摻雜和嵌入。特斯拉使用了碳包覆氧化亞硅的技術方案,通過在人造石墨中加入10%的硅基材料,已將硅碳復及材料應用到量產車型Model3。其電池能量密度達到300wh/kg,電池容量達到了550mAh/g以上。
 
        硅碳負極材料在國內的發展處于初期階段,未來二到三年內將大爆發。在國內,比亞迪、寧德時代、國軒高科、貝特瑞、杉杉股份、力神、比克、萬向等都展開了對硅碳負極材料的布局。貝特瑞的硅碳負極材料2017年出貨1000噸,已有國外客戶使用。其S1000型號硅碳負極材料的比容量高達1050mAh/g,盡管離硅的理論比容量4200 mAh/g仍有較大差距,但已經是人造石墨負極材料比容量的3倍,性能有大幅度地提高。
 
        新思界產業研究員認為,隨著新能源汽車的發展對動力電池的比能量不斷提出更高的要求,未來石墨將逐漸被硅碳負極材料取代,鋰離子電池負極也必將向著高能量密度、高倍率性能、高循環性能等方向發展,預計2020年中國硅碳負極材料產能將突破2.5萬噸,2024年硅碳負極材料市場占比將達到31.9%。
 
關鍵字: 需求 預測 硅碳負極材料 市場

弓兵近战梗