2018年已經(jīng)開啟,2017年尚未走遠(yuǎn)。過去這一年,雖然負(fù)極材料領(lǐng)域沒有驚天動(dòng)地的大事發(fā)生,但很多事值得我們深思,比如擴(kuò)產(chǎn)等。

負(fù)極材料價(jià)格漲幅驚人

2017年以來,在國家政策的推動(dòng)下,新能源汽車快速發(fā)展,國內(nèi)動(dòng)力電池企業(yè)也大幅擴(kuò)產(chǎn),鋰電負(fù)極材料的需求大增。

此外,由于國家環(huán)保督查小組對石墨化工廠進(jìn)行嚴(yán)格管控,不少企業(yè)被強(qiáng)制關(guān)停,導(dǎo)致負(fù)極材料企業(yè)的石墨化加工費(fèi)上漲了4000~5000元/噸。

2017上半年,鋰電池負(fù)極材料的核心原材料針狀焦價(jià)格瘋狂上漲,報(bào)價(jià)從年初的4000元/噸上漲至7月中旬的20000元/噸。2017年10月底,鋰電負(fù)極材料高端產(chǎn)品突破10萬元/噸,中端產(chǎn)品價(jià)位7~8萬元/噸,低端產(chǎn)品3~4萬元/噸,漲幅驚人。

負(fù)極材料技術(shù)有突破

2017年,鋰電負(fù)極材料研發(fā)方面也取得一些技術(shù)上的突破,雖然還沒有大規(guī)模應(yīng)用到鋰離子電池當(dāng)中去,但其積極意義值得肯定。

2017年10月,中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院功能薄膜材料研究中心研究員唐永炳及其研究團(tuán)隊(duì),聯(lián)合中科院物理研究所研究員谷林,研發(fā)出具有核殼結(jié)構(gòu)的鋁@碳納米球復(fù)合材料,并應(yīng)用于高效、低成本雙離子電池。這種新型結(jié)構(gòu)有效解決了鋁負(fù)極材料在充放電過程中的體積膨脹、循環(huán)性能差等問題。

研究結(jié)果表明,該新型電池在15C充放電速率下(4分鐘充放電),循環(huán)1000圈后容量保持率高達(dá)94.6%;即使在功率密度高達(dá)3701W/kg時(shí),該電池的能量密度仍有148Wh/kg,遠(yuǎn)高于大多數(shù)商用的鋰離子電池。該成果對廉價(jià)金屬負(fù)極材料的改性研究具有指導(dǎo)意義,有望促進(jìn)基于廉價(jià)金屬負(fù)極的高能量、低成本二次電池的快速發(fā)展。

要開發(fā)出400Wh/kg的鋰離子電池,采用高容量負(fù)極是必然方向。硅基負(fù)極具有10倍于現(xiàn)有石墨負(fù)極的理論比容量,是我國負(fù)極材料開發(fā)的重點(diǎn)。國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“新能源汽車”重點(diǎn)專項(xiàng)支持的北京大學(xué)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì),通過原位包覆、刻蝕等途徑,設(shè)計(jì)制備出一種高比容量的自體積適應(yīng)性硅/碳負(fù)極材料。

該團(tuán)隊(duì)在活性納米Si核與碳?xì)ぶg預(yù)留了緩沖空間,復(fù)合材料在充放電過程中表現(xiàn)出自體積適應(yīng)性和良好的結(jié)構(gòu)與界面穩(wěn)定性。據(jù)了解,該材料比容量達(dá)到1300mAh/g,3C、500周和5C、1000周后的容量保持率高達(dá)90%和80%。該項(xiàng)目為開發(fā)高比能量鋰離子電池從而進(jìn)一步提高電動(dòng)汽車行駛里程奠定了基礎(chǔ)。

負(fù)極材料擴(kuò)產(chǎn)兇猛

據(jù)統(tǒng)計(jì),2017年,我國鋰電負(fù)極材料的總產(chǎn)能高達(dá)37萬噸,而總體產(chǎn)量18.5萬噸左右,負(fù)極材料行業(yè)平均產(chǎn)能利用率僅為50%左右。盡管面臨如此低的產(chǎn)能利用率,在鋰電光明前景的吸引下,負(fù)極材料行業(yè)還是迎來了大量的新入者。

上文提到,2017年以來,針狀焦價(jià)格上漲4倍多,導(dǎo)致相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)紛紛加緊備貨搶購原材料。方大炭素2017年8月公告稱,公司擬新增鋰離子電池負(fù)極材料的研制業(yè)務(wù),將經(jīng)營范圍進(jìn)一步向下游延伸。方大炭素?fù)碛嗅槧罱鼓戤a(chǎn)能6萬噸,發(fā)展鋰電池負(fù)極材料業(yè)務(wù),在原料方面占有較大優(yōu)勢。

另一個(gè)新進(jìn)入負(fù)極材料領(lǐng)域的企業(yè)是硅寶科技,該公司的主營業(yè)務(wù)是有機(jī)硅密封膠,而鋰電池負(fù)極材料成為其向新材料領(lǐng)域轉(zhuǎn)型的切入口。2017年12月26日,硅寶科技公告稱,由硅寶科技牽頭承擔(dān)成都市科學(xué)技術(shù)局“產(chǎn)業(yè)集群協(xié)同創(chuàng)新項(xiàng)目”中的“高安全、高比能動(dòng)力鋰離子電池關(guān)鍵材料”項(xiàng)目獲批立項(xiàng)。該項(xiàng)目針對新能源汽車用動(dòng)力鋰離子電池的重要應(yīng)用需求,解決安全性差和比能量低兩個(gè)重大難題,本項(xiàng)目研發(fā)的鋰電池負(fù)極所用的材料就是硅碳負(fù)極材料,該項(xiàng)目的其中一個(gè)目標(biāo)就是將其產(chǎn)業(yè)化。

2017年,除了新進(jìn)入者,負(fù)極材料領(lǐng)域已有的企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)可謂兇猛。比如,杉杉股份8月16日公告稱,控股子公司寧波杉杉新材料科技有限公司擬與包頭市政府簽署投資合作協(xié)議,將投資約38億元在包頭投資建設(shè)年產(chǎn)10萬噸鋰離子電池負(fù)極一體化基地項(xiàng)目,構(gòu)筑從原材料到成品的一體化格局。

金士能也是大手筆,投資30億元在四川德陽經(jīng)開區(qū)通過3期工程建成具有10萬噸產(chǎn)能的鋰電池負(fù)極材料生產(chǎn)基地,該項(xiàng)目已經(jīng)開工。

此外,寶泰隆投資6.8億元,建設(shè)5萬噸/年鋰電負(fù)極材料石墨化項(xiàng)目,以及2萬噸/年鋰電負(fù)極材料中間相炭微球前驅(qū)體項(xiàng)目;中化集團(tuán)下屬中化國際鋰電池負(fù)極材料項(xiàng)目——3萬噸中間相碳微球負(fù)極材料項(xiàng)目已簽約落戶河北邯鄲,該項(xiàng)目由中化國際下屬江蘇瑞盛新材料科技公司負(fù)責(zé)實(shí)施,項(xiàng)目總投資約30億元;上海璞泰來鋰離子電池材料項(xiàng)目落戶江蘇中關(guān)村科技產(chǎn)業(yè)園,項(xiàng)目投資50億元,主要研發(fā)、生產(chǎn)新型硅碳復(fù)合負(fù)極材料等,不一一贅述。

總之,2017年,業(yè)內(nèi)在負(fù)極材料技術(shù)方面取得的突破,也為開發(fā)高比能量鋰離子電池,從而進(jìn)一步提高電動(dòng)汽車行駛里程奠定了基礎(chǔ)。在新能源汽車和動(dòng)力鋰電池的帶動(dòng)下,我國負(fù)極材料領(lǐng)域吸引了大量的資本,產(chǎn)能大幅擴(kuò)張,然而在這種背景下,負(fù)極材料產(chǎn)能的利用率并不高,而負(fù)極材料的價(jià)格卻大幅上漲,嚴(yán)重背離了行業(yè)發(fā)展的正常軌道。筆者認(rèn)為,行業(yè)對負(fù)極材料的擴(kuò)張應(yīng)該更加理性,研制出優(yōu)質(zhì)的負(fù)極材料產(chǎn)品才能真正提高企業(yè)競爭力。

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