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硅基鋰電池負極材料市場應用有望加速

來源:存能電氣  日期:2020-10-28 09:11  瀏覽量:

硅基鋰電池負極材料市場應用有望加速。硅基材料作為鋰電池負極具有容量高、來源廣泛以及環境友好等優勢。經過20多年的發展,鋰電池能量密度已無法滿足現今各種消費類電子設備,尤其是儲能設備及電動車對能量密度的需求,硅及含硅材料以其高達4000mAh/g的比容量,被認為是一種很有前途的負極材料。

硅基鋰電池負極材料市場應用有望加速

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如今,隨著動力電池市場需求的急速增長,帶動了上游各個材料領域快速發展,與此同時,行業也對電池材料的性能也提出了更高的要求。在負極材料方面,近幾年世界各地的科學家都在試圖開發出能夠替代石墨的負極材料,由于硅基負極材料的比容量可達到4200mAh/g,遠高于石墨負極理論比容量的372mAh/g,高出石墨負極10倍有余,因而備受科研界和廠商的青睞。

盡管近年來硅基負極材料在應用端做出了諸多改進,但目前在實際應用中,仍需要石墨材料的配合,未能完全撼動石墨材料在鋰電負極領域的統治地位。但是隨著技術的進一步發展,硅基負極材料在循環性能、生產成本等方面仍有提升空間,有望成為“鋰電負極材料的新大陸”。

目前,硅基負極材料的商業化應用處于起步階段,主要應用領域為高端3C、電動工具、電動汽車和軍用鋰電池。隨著國家和市場對高能量密度鋰電池的迫切需求,硅基負極材料的市場需求會在2020年左右大幅增長,市場占比會逐年提高,預計至2023年,硅基負極材料的市場占比率達到30%以上。

當前中國硅基負極市場的特點

1)當前穩定量產的硅基負極型號較少,以420mAh/g、450mAh/g兩款為主,更高克容量的硅基負極還無法量產;

2)價格仍偏高,目前穩定量產的硅基負極價格介于14~20萬/噸,遠高于石墨類負極;

3)市場集中度高,量產企業不超過3家,在研發及小試企業超過20家。硅基負極目前主要有三類企業,一是現有石墨類負極企業,二是科研院校的創始團隊,三是電池企業或跨界進入該領域的納米硅制造企業。

我國硅基負極材料尚處于初級化發展階段,實際應用還比較小眾,大部分企業處于送樣測試階段,與石墨負極相比,硅基負極材料市場體量較小且增長緩慢,2019年國內硅基負極材料出貨量為0.37萬噸,在負極材料中的滲透率約僅為1.4%。

在高能量密度發展的路徑之上,動力電池正極采用高鎳三元材料,而負極則配合使用硅基負極材料。未來NCM811和NCA成為動力電池的主流市場。隨著硅基負極制備工藝及電池廠商對于高鎳體系掌握的逐步成熟,硅基負極未來將迎來較為廣闊的市場。根據811/NCA的發展趨勢和硅基負極材料價格情況,預計2020年硅基負極市場空間可達17億左右。

硅基負極產業化程度低,有望加速產業化運用,硅基負極市場海外供應商相對集中,市場集中度高。預算2022年硅基負極材料需求量為2.2萬噸,預計行業平均毛利率40%以上。按照12萬元/噸價格計算,2022年硅基負極材料市場空間近25億元,市場空間廣闊,增速較快,隨著硅碳納米技術發布,硅基負極規模化應用有望加速,我們預計2022年市場規模有望達30億。

在目前動力電池正極材料未能取得重大突破時,負極材料的選用成為了決定動力電池能效的重要因素。隨著新能源汽車對續航里程的要求不斷提高,硅基負極材料的高比容量優勢將逐步顯現,有望打破石墨在鋰電負極材料領域的“獨大”格局,鋰電池負極材料市場或將重新洗牌。

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