[研究報(bào)告內(nèi)容摘要]
硅基負(fù)極:下一代產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)。目前鋰
電池負(fù)極商業(yè)化以人造/天然石墨為主,但已接近其理論比容量極限(372mAh/g)。硅理論比容量高達(dá)4200mAh/g,是目前石墨類負(fù)極材料的10倍以上,不存在析鋰隱患,安全性好于石墨類負(fù)極材料,且儲(chǔ)量豐富,成本低廉,是最具潛力的下一代鋰
電池負(fù)極材料。然而由于硅材料在充放電過(guò)程中與鋰合金化反應(yīng),存在嚴(yán)重的體積效應(yīng)(膨脹率可達(dá)300%),導(dǎo)致循環(huán)性能及庫(kù)倫效率惡化,需改性方能應(yīng)用。
硅基負(fù)極商業(yè)化應(yīng)用有硅碳/硅氧負(fù)極兩種,日韓電池廠商應(yīng)用相對(duì)領(lǐng)先。硅基負(fù)極改性主要包括納米化、氧化亞硅及碳包覆等三種手段形成硅碳復(fù)合材料減小體積效應(yīng)對(duì)硅顆粒及SEI膜破壞。目前硅基負(fù)極材料商業(yè)化主要以摻混石墨類負(fù)極方式應(yīng)用,主要產(chǎn)品包括硅碳(Si/C)負(fù)極材料及硅氧(SiO/C)負(fù)極材料兩種。其中1)硅碳負(fù)極商業(yè)化應(yīng)用容量在450mAh/g以下,成本較低,雖然首效相對(duì)較高,但循環(huán)壽命較差,主要用于3C數(shù)碼領(lǐng)域。2)硅氧負(fù)極商業(yè)化應(yīng)用容量主要在450-500mAh/g之間,成本較高,雖然首效相對(duì)較低,但循環(huán)性能相對(duì)較好,主要用于動(dòng)力電池領(lǐng)域。
硅基負(fù)極應(yīng)用中,國(guó)際廠商領(lǐng)先,松下2017年已批量應(yīng)用于動(dòng)力電池,供應(yīng)特斯拉。三星、LG化學(xué)硅基負(fù)極目前主要應(yīng)用于消費(fèi)電池領(lǐng)域,動(dòng)力電池在未來(lái)1-2年有望導(dǎo)入。國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池相對(duì)靠后,龍頭電池廠商亦開始逐步導(dǎo)入。材料廠商中,日立化成全球領(lǐng)先,國(guó)內(nèi)貝特瑞硅基負(fù)極已進(jìn)入松下供應(yīng)鏈,為特斯拉的動(dòng)力電池配套,領(lǐng)先國(guó)內(nèi)同行。
特斯拉電池新技術(shù)推進(jìn),有望加速硅基負(fù)極應(yīng)用。特斯拉動(dòng)力電池自產(chǎn)項(xiàng)目“Roadrunner”已正式啟動(dòng),預(yù)計(jì)5月電池日將公布細(xì)節(jié)。通過(guò)合作和并購(gòu),特斯拉完成了從前沿基礎(chǔ)研究到大規(guī)模量產(chǎn)所需的工藝和設(shè)備的全面布局。新型電池技術(shù)預(yù)計(jì)除了正極、電解液方面的性能優(yōu)化以外,采用干電極+預(yù)補(bǔ)鋰技術(shù)有望加速硅碳負(fù)極的商業(yè)化應(yīng)用。1)干電極技術(shù)采用固體粘接劑PTFE,彈性好,可有效解決硅碳負(fù)極膨脹導(dǎo)致極片脫離的問(wèn)題,循環(huán)壽命將數(shù)倍提升;2)預(yù)補(bǔ)鋰技術(shù)在干電極技術(shù)下可以實(shí)施,可以解決硅碳負(fù)極首次效率低的問(wèn)題,有望加速硅碳負(fù)極應(yīng)用,擴(kuò)大市場(chǎng)空間。
硅基負(fù)極單價(jià)高,盈利能力強(qiáng),且技術(shù)壁壘高,率先突破批量出貨有望獲得超額收益。硅基負(fù)極以容量定價(jià),最低端的硅基負(fù)極價(jià)格均在10萬(wàn)以上,毛利率40%以上,單價(jià)、盈利能力均高于目前的石墨類負(fù)極材料。且硅基負(fù)極制備工藝復(fù)雜,無(wú)標(biāo)準(zhǔn)化工藝,技術(shù)壁壘高,難度主要在于硅材料納米化及與硅碳復(fù)合材料的制備工藝,屬于know-how技術(shù),需要持續(xù)摸索,超額收益持續(xù)期長(zhǎng)。主流廠商硅基負(fù)極電池產(chǎn)業(yè)化穩(wěn)步推進(jìn),疊加特斯拉電池新技術(shù),硅基負(fù)極規(guī);瘧(yīng)用有望加速,我們預(yù)計(jì)2022年市場(chǎng)超35億。
(責(zé)任編輯:子蕊)