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全硅負極電池來了!能量密度最高提升四成 哪些負極公司“摻硅”進度領先?

2022-05-19 10:37:02 科創板日報

繼特斯拉、廣汽、蔚來等車企之后,高端汽車品牌也向硅基負極電池張開雙臂。

2025年起,梅賽德斯-奔馳將在G-Class電動車上搭載一種全新高能量密度電池,采用硅基負極,其能量密度較目前可用的同類電池高出20%-40%。

有知情人士告訴財聯社記者,該電池由寧德時代供貨,而負極材料供貨商則為美國加州初創公司Sila Nanotechnologies(下文簡稱為“Sila Nano”)。

Sila Nano是誰?該公司由Gene Berdichevsky創立,后者是特斯拉創建初期的第七位員工。早在2019年,戴姆勒便以1.7億美元入股Sila Nano,同時在其董事會獲得一個席位。

Sila Nano對自身的定位為“只做電芯負極材料,不做電芯”,專注研發硅負極材料。不過,與市場所熟知的、將部分石墨替換為硅的硅基電池不同,Sila Nano將負極中的所有石墨100%替換為硅,即“全硅負極材料”。

該負極材料采用納米微孔結構,可容納更多鋰離子,從而有效提高電芯能量密度,最終可將能量密度提高50%。同時,經過多次充放電循環后,整個結構尺寸變化較小,不會因膨脹而塌陷。

另一方面,據此前數據顯示,寧德時代的高鎳三元+硅基負極電芯比能可達304Wh/kg。

從技術及能量密度來看,有Sila Nano與寧德時代在支撐的戴姆勒,或許有望在碳基負極競賽中領先對手一步——不過,正如文初所述,這一愿景的實現還需待2025年。

目前,占據市場主流的仍舊是“以硅取代部分石墨”的硅基負極技術。

除奔馳之外,特斯拉已將硅基負極應用于Model 3,在人造石墨中加入10%硅,負極容量提升至550mAh/g,單體能量密度達300Wh/kg,同時公司也已明確自產大圓柱電池將采用硅基負極,廣汽、蔚來等車企電池也已搭載這一技術;電池企業中,三星SDI、松下也已采用硅基負極。

為何硅基負極電池能獲多家青睞?主要原因便是“高能量密度”。

如今,主流石墨負極企業比容量可達355-360mAh/g,接近理論比容量372mAh/g,亟需更高能量密度的新材料來滿足技術進步的要求。

因此,理論容量4200mAh/g的硅成為備受看好下一代負極材料。行業一致判斷是,兼顧相比石墨更高比容量與更長使用壽命,硅基負極在高端鋰電領域將快速迎來規模化應用需求。

過去幾年,由于產品售價較高及配套產業鏈不成熟等原因,硅基負極產業化進展不及預期。

不過去年以來,特斯拉、寧德時代等企業相繼開始量產使用硅基負極的動力電池產品,部分負極企業也開始投資建設相關產線。

隨著各企業對硅基負極材料產能擴張及下游鋰電池的規模導入,上海鋼聯新能源事業部鋰電材料分析師常柯預計,2023年硅基負極材料會有規模級產能釋放。天風證券也認為,2023年硅基負極有望迎來放量拐點,滲透率達6.5%,2025年達14%。屆時全球硅基負極需求量將達52萬噸,市場空間319億元,2021-2025年復合增速可達135%。

從產業鏈來看,硅基負極配套材料也有望同步受益,納米硅粉、補鋰劑、硅碳負極粘結劑、碳納米管導電劑、新型電解液添加劑等產品需求將得到顯著催化。中金證券上述報告測算,2025年硅基負極需求增長,有望帶動納米硅粉/補鋰劑/碳納米管導電劑需求分別達到2萬/2萬/32萬噸。

A股公司中:

貝特瑞已新建4萬噸硅基負極材料項目,預計2023年12月建成投產;

石大勝華此前在投資互動平臺透露,硅基負極材料及添加劑已向客戶送樣測試,后續持續跟蹤客戶數據反饋。硅基負極未來市場前景較為廣闊,潛在客戶有寧德時代、ATL、三星、LG等,4680廠家會作為重中之重;

硅寶科技在互動平臺表示,硅基負極相關產品已通過數家電池廠商測評并實現小批量供貨,此外其去年也已與寧德時代前述合作框架協議;

杉杉股份硅基負極包頭量產線已開始出貨,正在規劃新量產基地。且硅基負極已通過領先電池企業測試驗證,預計2023年底將在動力電池領域上量;

翔豐華則表示,公司開發的硅基負極材料產品處于中試階段,已具備產業化條件。后續若有市場需求,將根據客戶需求進行相應匹配批量生產。




責任編輯: 李穎

標簽:全硅負極電池,硅基負極