摘要 多技術(shù)路線與材料領(lǐng)域困局共振,催生鋰電材料體系多元化需求,驅(qū)動(dòng)材料企業(yè)不斷進(jìn)行產(chǎn)品迭代和技術(shù)革新。
新能源市場保持高景氣度,從技術(shù)角度看,新能源汽車市場極強(qiáng)的復(fù)雜性與多樣性,造就了當(dāng)前動(dòng)力電池多技術(shù)路線并行的技術(shù)局面。
“應(yīng)用的多元化,一定會(huì)帶來技術(shù)路線的多元化?!敝袆?chuàng)新航董事長劉靜瑜在第十五屆高工鋰電產(chǎn)業(yè)峰會(huì)上表示。
然而,鎳、鈷、碳酸鋰等鋰電池原材料價(jià)格瘋漲,供應(yīng)緊缺,不斷壓縮著電池企業(yè)的利潤空間,掣肘著電池產(chǎn)能釋放。多技術(shù)路線與材料領(lǐng)域困局共振,催生鋰電材料體系多元化需求,驅(qū)動(dòng)材料企業(yè)不斷進(jìn)行產(chǎn)品迭代和技術(shù)革新。
正極材料方面,目前LFP材料和三元材料兩大主流正極體系已在新能源汽車領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用。
然而目前磷酸鐵鋰電池克容量已做到160mAh/g,基本接近理論極限,再加上鎳、鈷等貴金屬屬于稀缺資源,供應(yīng)吃緊,大體量的市場需求無法得到滿足。
在此情形下,LMFP作為磷酸鐵鋰的升級(jí)版,可進(jìn)一步提升LFP電池能量密度,并改善其低溫性能,日漸得到市場青睞。包括常州鋰源、德方納米、升華科技、湖南裕能、鵬欣資源等正極材料企業(yè)均在積極布局該領(lǐng)域。
三元材料上,則正在從此前的中鎳向中鎳單晶高電壓三元、高鎳和超高鎳三元、四元材料和無鈷材料方向升級(jí)演進(jìn)。包括容百科技、巴斯夫杉杉、長遠(yuǎn)鋰科、振華科技等三元材料企業(yè)都在積極研發(fā)超高鎳正極和下一代正極材料。
例如,容百科技第二代Ni90體系正在開發(fā)中,現(xiàn)已進(jìn)入批量量產(chǎn)階段,第三代Ni96體系目前正在配合客戶開發(fā),預(yù)計(jì)今年實(shí)現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn)。
負(fù)極材料方面,硅基負(fù)極應(yīng)用裝車已明顯提速。特斯拉推出的4680圓柱電池明確搭配硅基負(fù)極,今年2月已啟動(dòng)量產(chǎn)下線;包括蔚來、智己和廣汽埃安在電池技術(shù)上均提及硅負(fù)極,并計(jì)劃今年上市交付;國軒210Wh/Kg LFP電芯也首次成功應(yīng)用硅負(fù)極。
值得一提的是,一般而言,硅基負(fù)極最適合在圓柱電池上使用,但廣汽埃安率先實(shí)現(xiàn)了將其應(yīng)用在方形電池上,其海綿硅負(fù)極片電池采用三元正極,搭配氧化亞硅負(fù)極材料,克容量和摻硅比例均高于市面上現(xiàn)有車型水平。
在動(dòng)力電池領(lǐng)域,硅基負(fù)極從圓柱向方形及軟包的應(yīng)用延伸,疊加特斯拉4680電池應(yīng)用效應(yīng),硅基負(fù)極市場有望快速爆發(fā)。
杉杉股份是目前全球少數(shù)可批量化生產(chǎn)硅基負(fù)極材料的企業(yè)之一,其產(chǎn)品率先規(guī)模化應(yīng)用,在消費(fèi)和電動(dòng)工具領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)百噸級(jí)銷售,并進(jìn)入全球優(yōu)質(zhì)電動(dòng)工具生產(chǎn)商供應(yīng)鏈,其最新一代快充類產(chǎn)品(3C、5C)已在全球主流消費(fèi)類企業(yè)試產(chǎn),預(yù)計(jì)2022年全面導(dǎo)入;動(dòng)力電池應(yīng)用領(lǐng)域,其硅基產(chǎn)品已通過主流車企的多輪評(píng)測,同時(shí)新一代硅氧負(fù)極材料項(xiàng)目已經(jīng)落地。
除杉杉股份外,璞泰來、石大勝華、翔豐華、新安股份、硅寶科技、格龍新材料等企業(yè)均在不斷加快硅基負(fù)極材料的開發(fā)與應(yīng)用。
新型鋰鹽方面,隨著高鎳正極、高電壓正極的市場需求增長,麒麟電池、4680大圓柱電池上量,LiFSI等新型鋰鹽配方比例提升,應(yīng)用提速。中長期看,隨著規(guī)?;a(chǎn)及大幅降本的實(shí)現(xiàn),LiFSI將逐步替代LiPF6。
GGII預(yù)測,若將LiFSI作為通用鋰鹽添加劑,2025年需求量將達(dá)到13萬噸,市場規(guī)模約105億;若將LiFSI作為溶質(zhì)來替代現(xiàn)有鋰鹽,2025年需求量將達(dá)到21萬噸,市場規(guī)模高達(dá)170億元。
在此背景下,天賜材料、新宙邦、多氟多、永太科技、宏氟鋰業(yè)、康鵬科技等企業(yè)都在積極擴(kuò)充LIFSI產(chǎn)能。
隔膜及涂覆材料方面,新能源市場蓬勃發(fā)展,動(dòng)力電池安全性、電芯良品率要求越來越高。應(yīng)用于鋰電池的勃姆石,可提高隔膜的耐熱性,增強(qiáng)隔膜的抗刺穿性;改善電池的倍率性能和循環(huán)性能;提升電芯的良品率,并減少電池在使用過程中的自放電,日益被頭部企業(yè)所接受。
GGII數(shù)據(jù)顯示,2021年中國鋰電池隔膜用勃姆石出貨量1.8萬噸,同比增長120%,在無機(jī)涂覆中的滲透率進(jìn)一步提升,已超60%;預(yù)計(jì)2022年其出貨量將超3萬噸,同比增速達(dá)80%。
目前,壹石通是全球鋰電池用勃姆石最大供應(yīng)商,全球市占比超過50%,中國市占比超80%。
導(dǎo)電劑方面,與傳統(tǒng)導(dǎo)電劑相比,碳納米管導(dǎo)電劑因能顯著提升電池性能而應(yīng)用加速。GGII數(shù)據(jù)顯示,2021年中國鋰電池用導(dǎo)電劑粉體出貨同比增長109%,達(dá)2.1萬噸,其中常規(guī)導(dǎo)電劑出貨量(不含復(fù)合導(dǎo)電劑)為1.8萬噸,碳納米管粉體導(dǎo)電劑(含其復(fù)合導(dǎo)電劑)出貨量同比增長60%,為0.3萬噸,折合碳納米管導(dǎo)電漿料達(dá)7.8萬噸(以4%固含量折算),成為導(dǎo)電劑市場中增長最為強(qiáng)勁的部分。
進(jìn)入2022年,碳納米管市場更是趨好。行業(yè)預(yù)計(jì),2022年有望成為硅碳負(fù)極產(chǎn)業(yè)化元年。隨著硅碳負(fù)極需求的增長,碳納米管等配套材料有望同步受益。
另外,4680大圓柱電池產(chǎn)業(yè)化提速,也將在很大程度上提升碳納米管的市場需求。
GGII預(yù)計(jì),2022年中國碳納米管導(dǎo)電漿料出貨量將突破12萬噸,至2025年將突破32萬噸,成為鋰電池導(dǎo)電劑領(lǐng)域中成長性最高的種類,加快對傳統(tǒng)導(dǎo)電劑的替代。
目前碳納米管市場集中度較高,主要集中在天奈科技、青島昊鑫、卡博特之間。
鋰電產(chǎn)業(yè)加速變革,多元化應(yīng)用場景加速動(dòng)力電池需求分化,材料體系選擇千差萬別,中國鋰電創(chuàng)新邁入2.0時(shí)代,毋庸置疑,新一輪的材料體系創(chuàng)新正在加速醞釀。