固态电池用硅负极最新头部企业项目进展总结

楼市   2024-11-25 06:01   山东  

卷产能,不如卷技术迭代,卷未来!

  近几个月来,围绕固态电池的炒作愈演愈烈,固态电池产业化要全面落地,走向产业化,材料方面首先要攻克!负极材料也是固态电池的关键创新环节之一。目前石墨负极材料的可逆比容量已接近理论比容量372mAh/g。因此为提升锂电池的能量密度,需开发更高比容量的负极材料。硅基负极理论比容量是石墨的10倍,是目前已知比容量最高的锂离子电池负极材料。采用硅基负极材料的锂电池质量能量密度可以提升8%以上,同时每千瓦时电池的成本可以下降至少3%。另外,固态电池体系可以较好抑制硅负极的缺点,比如在硫化物体系中,电解质具有较高的离子电导率,可以有效促进硅负极极片中离子扩散,可以缓冲硅负极的体积变化。

近期头部负极企业不断更新最新的硅基负极项目状态和进展,先汇总如下:

1.贝特瑞

贝特瑞便是固态电池产业链企业的代表,公司是全球负极材料产业头部企业,在新能源电池产业链上具有举足轻重的地位。同时,公司在固态电池领域已有前瞻性布局,已形成初步的产业化。据半年报披露,在固态电解质领域,公司采用了氧化物固态电解质、聚合物固态电解质及硫化物固态电解质三条技术路线,助力提升固态电池的安全、倍率性能及能量密度,已开发出多款新型固态电解质材料,其中低成本、高离子电导率的LATP(磷酸钛铝锂)氧化物固态电解质已实现吨级出货。

除了固态电解质方面,固态电池产业化加速,有望扩大硅基负极的应用,这无疑对抢先在业内布局硅基负极的贝特瑞是好消息。这一轮固态电池的火热,正是由于华为公开了其硅基负极材料方面的专利,名称为《硅基负极材料及其制备方法、电池和终端》。该专利主要解决了硅基材料因膨胀效应过大导致电池循环性能低的问题,提高负极的循环稳定性。

其实,华为与贝特瑞在负极材料领域早有合作。据公开资料显示,贝特瑞与华为技术有限公司共同申请了两项专利,分别为《硅氧碳复合材料及其制备方法、负极原料、负极极片、锂离子电池》和《复合负极材料及其制备方法、锂离子电池》。近年来,贝特瑞在硅基负极领域收获颇丰,作为国内较早量产硅基负极材料的企业之一,贝特瑞出货量已领先行业,硅基负极材料市占率在70%左右,其中硅碳负极材料已经开发至第五代产品,比容量达2000Ah/g以上,硅氧负极材料已完成多款氧化亚硅产品的技术开发和量产工作,比容量达到1500Ah/g以上。

贝特瑞硅基负极材料早已实现大规模产业化,也是业内为数不多具备产业化能力的负极厂家。2024 年上半年,公司硅基负极材料市占率在70%左右,出货量持续行业领先。贝特瑞的硅基负极产品已应用在消费领域。我们看好硅负极在电池上的应用,包括固态电池目前也是匹配硅基负极的,随着硅技术的突破,未来在动力电池上的占比会提高。

2.杉杉股份

作为负极材料头部企业,杉杉股份高度重视自主研发与技术创新,公司已拥有一支以行业领军技术专家为核心的高层次研发团队,研究院下设含硅基新材料在内多个研究平台部门,拥有三个博士后工作站,研发的新产品性能始终处于国际先进水平。在产学研深度融合发展下,杉杉股份已实现在气相沉积法硅碳负极技术领先,杉杉新一代硅碳产品在头部客户测试中保持领先,相关核心技术已获得美国、日本的专利授权,计划在24年8月实现量产。

同时,杉杉股份已突破硅基负极材料前驱体批量化合成核心技术,硅氧产品已批量供应海外头部客户并实现装车,并攻克了二代硅氧低温循环难题,进入全球优质电动工具厂商供应链。目前,杉杉已实现硅基负极批量供货,并规划了宁波4万吨硅基负极一体化基地项目。

3.璞泰来

璞泰来(603659.SH)在投资者互动平台表示,当前市场硅碳负极材料普遍需要复合石墨负极材料后使用,公司硅碳负极材料在复合后在电芯中满足3-4C使用。公司新型硅碳负极材料具有高容量、低膨胀和长循环等高性能表现,是国内少数具备量产能力的企业,除应用于高端消费类锂离子电池以外,亦可适配半固态/固态电池,具有较强的竞争优势。当前,公司硅碳负极产品已小批量供应下游消费电子客户,硅碳负极的中试产能已供不应求。因此,公司加快推进了在安徽芜湖投资建设的硅基负极项目基建进度,生产设备也正由公司设备团队同步加快生产进度,预计2025年初,首批硅碳负极产能有望建成投产。

4.中科电气

中科电气快充技术发力,硅基负极获客户认可随着下游市场对于高性能电池的需求增加,材料企业技术迭代需求加快。中科电气通过不断的技术创新和产品升级,在锂电池负极材料特别是快充类负极材料领域保持市场优势,高压快充以及超充类负极材料产品已首发并大批量应用于众多热门高压快充新能源车型当中。

同时,储能市场作为中科电气锂电负极业务拓展的重要方向,储能类负极材料产品已经批量应用于储能项目,出货量亦保持着快速增长趋势。此外,中科电气紧密结合市场和客户的需求,在新能源材料领域持续进行前瞻性研究,在硅基负极材料(包括面向固态电池的硅碳负极)、新型碳材料负极、锂金属负极等新型负极材料方面均有开发和产品布局,其中,硅基负极目前已建设完成中试产线,且有产品向客户送样测试并获得认可。

5.尚太科技

硅碳负极材料是尚太科技2024年重点研发方向之一,已经组建了成熟的技术团队,并构建相应中试生产线,公司将继续加大相应研发投入和产品布局,研究相关工艺控制、主要原材料、设备工艺设计等方面,逐步提高产品成熟度。同时,公司将加强与客户交流,根据下游需求,争取早日实现批量供货。

6.翔丰华

 翔丰华(300890.SZ)10月18日在投资者互动平台表示,公司储备有可用于固态电池的负极材料生产技术,具备产业化基本条件。公司硅碳负极产品已移交国内外多家电池厂商进行客户测试,具体客户信息涉及相关保密协议,不便公开。公司密切关注负极材料发展态势,并开展相关研发。目前已涉及硅碳负极、硬碳负极、B型-二氧化钛、石墨烯等新型碳材料领域,多款产品正在进行客户测试,达到产业化基本条件。

公司已与头部固态电池企业清陶能源签署战略合作协议,双方约定在固态/半固态电池高比容负极材料关键技术研发、供应等方面达成全面战略合作,目前合作正常推进中。

7.石大胜华

眉山基地的硅基负极项目从2023年开始筹建,预计2025年一月底具备5000吨的产能。公司已实现百公斤级订单出货,计划在2025年参与动力电芯厂的投标,预计在动力电池市场占据一定供应地位。

硅基负极已进入B样阶段,与泰兰、赣锋、蔚蓝、青陶等头部固态企业有密切接触,并与部分企业进行深度合作开发。

目前,消费类客户已经开始逐步放量,但规模较小,不足以支撑硅碳负极的健康发展。在动力方面,预计明年C公司可能是第一个能够实现大规模放量的客户,国际上则是松下公司。这两家公司在动力方面能够起到放量的作用。公司一直在与C公司和松下公司进行样品对接。松下已经达到百公斤的采购量,而C公司则在进行产品开发,包括不同掺比例的产品。公司为C公司提供了多种硅碳负极产品,包括生物级、树脂级和长期使用的产品,并针对动力需求进行专项开发。

固态电池的放量速度会比动力电池慢,因为客户接受度需要时间。目前来看,批量上市的固态电池将使用硅基负极而非锂金属负极,因为后者在成本和循环寿命上存在差异。公司与赣锋在固态电池领域的合作进展良好,赣锋在固态电池领域处于领先地位,预计在前三名内。公司已经向赣锋提供百公斤级别的样品。

硅碳负极的价格在60万到80万之间,但随着采购量的增加,价格会有显著下降。随着行业的发展和设备的升级,以及前驱体的联动开发,硅碳气体的价格预计在2025到2027年会有不同程度的下降。长期来看,电池厂商在批量承受价位上,30到40万元的区间是比较科学的。

8.硅宝科技

硅宝科技(300019.SZ)在投资者关系表示,锂电池用硅碳负极材料是公司积极布局的重要业务之一。公司自2015年开始进行自主研发,拥有独立的研发团队,经过多年研究,目前已形成硅碳、硅氧等多种产品,拥有发明专利6项。公司2018年成立硅宝新能源材料研发中心,建设材料研发、电池制备、电池测试等实验室;2019年建成50吨/年硅碳负极材料中试生产线,“高比容量锂离子电池硅碳复合负极材料”经科技成果鉴定,达到国际先进水平。

9.金博股份

金博股份近日在电话会议上表示,参股公司金硅科技的硅基负极系列产品,包括氧化亚硅、新型硅碳等,已通过下游负极材料主流客户的认证,形成批量供货,并成为多家知名电池材料厂商的重要合作伙伴。

此外,公司已完成石油焦基多孔碳等系列产品的中试化开发,相关产品处于下游客户验证阶段,同时正布局开发沥青基与树脂基多孔碳产品。在碳陶制动盘业务方面,公司已获得比亚迪、广汽埃安等多家品牌车企的定点通知书,并已实现长纤碳陶制动盘的批量交付。

10.道氏技术

道氏技术在最新披露的投资者关系活动记录表中表示,公司同时拥有硅氧和硅碳两条技术路线,可满足不同市场领域的需求,公司将契合客户的技术路线进行规划。目前硅氧负极产线正在建设中,已送样客户验证,硅碳负极样品已研发成功

公司高性能单壁管在固态电池应用场景良好,硅碳负极有望成为未来固态电池主流负极应用方案。目前,单壁管粉体和浆料都处于供不应求状态,公司正进行产能扩张,预计明年底建成10吨/月产能,以满足客户需求。单壁管粉体市场价格约1000万至1500万/吨,其纯度、比表、GD值与进口单壁管性能相当,甚至杂质金属元素含量等指标优于进口单壁管。公司单壁管浆料采用自研分散剂,粘度、固含量等指标优于进口产品。
公司硅碳负极送样涵盖头部数码类、动力类和消费类电芯厂,包括珠海冠宇、国轩高科、中创新航、欣旺达等30余家,测试反馈良好。其中部分消费类电池厂已通过测试,实现小批量供货。公司已建成月产吨级产线,市场需求正快速扩大。随着公司客户端验证完成,未来,将大力扩张硅碳负极产能,预计明年建成年产1000吨产线,供货更多客户。
公司通过创新技术完成高强度多孔碳自制和球形球貌控制,以公司自研多孔碳为基体,沉积硅后制得的硅碳负极首效很高,半电池0.8V首效可达87%以上,在全电池中首效比竞争对手高1.5%左右,是目前行业内首款,也是唯一一款能实现此首效的硅碳负极产品。
11.四川金汇能新材料有限公司

四川金汇能新材料有限公司研发的月产千吨级新一代高首效硅基负极材料产线已于近期投产。定制化产线为20余个项目提供中试转化。。

“锂离子电池负极材料中试平台其主要聚焦于锂/钠离子电池新型负极材料、硅基硅氧负极材料及核心装备的预研、开发、中试。该中试产线主要由三个车间构成,包含原料形貌调控、晶粒控制、表面修饰、高温反应四大功能柔性模板组合,可满足锂电材料从拿到原材料到制备成实验样品的所有实验条件。”该负责人介绍说。“这条定制化中试产线目前已运行三年多,为包括储能、动力、硅基、钠电等负极材料在内的20余个项目提供中试转化,10余个项目产品已实现上市转化。”月产千吨级的硅基负极材料产线近期投产,对于锂电行业来说,快速进行中试验证是保证自己产品抢占市场、保持竞争力的重要手段。“公司的硅基、钠电中试生产线一次性生产量大,设备与量产设备接近,可有效解决上述问题。此外公司配备了具有丰富经验的工程师团队,可以将研发工作压缩到3个月以内。非常快地实现实验室小样到中试量产的转化。”




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