2018年已经开启,2017年尚未走远。过去这一年,虽然负极材料领域没有惊天动地的大事发生,但很多事值得我们深思,比如扩产等。

负极材料价格涨幅惊人

2017年以来,在国家政策的推动下,新能源汽车快速发展,国内动力电池企业也大幅扩产,锂电负极材料的需求大增。

此外,由于国家环保督查小组对石墨化工厂进行严格管控,不少企业被强制关停,导致负极材料企业的石墨化加工费上涨了4000~5000元/吨。

2017上半年,锂电池负极材料的核心原材料针状焦价格疯狂上涨,报价从年初的4000元/吨上涨至7月中旬的20000元/吨。2017年10月底,锂电负极材料高端产品突破10万元/吨,中端产品价位7~8万元/吨,低端产品3~4万元/吨,涨幅惊人。

负极材料技术有突破

2017年,锂电负极材料研发方面也取得一些技术上的突破,虽然还没有大规模应用到锂离子电池当中去,但其积极意义值得肯定。

2017年10月,中国科学院深圳先进技术研究院功能薄膜材料研究中心研究员唐永炳及其研究团队,联合中科院物理研究所研究员谷林,研发出具有核壳结构的铝@碳纳米球复合材料,并应用于高效、低成本双离子电池。这种新型结构有效解决了铝负极材料在充放电过程中的体积膨胀、循环性能差等问题。

研究结果表明,该新型电池在15C充放电速率下(4分钟充放电),循环1000圈后容量保持率高达94.6%;即使在功率密度高达3701W/kg时,该电池的能量密度仍有148Wh/kg,远高于大多数商用的锂离子电池。该成果对廉价金属负极材料的改性研究具有指导意义,有望促进基于廉价金属负极的高能量、低成本二次电池的快速发展。

要开发出400Wh/kg的锂离子电池,采用高容量负极是必然方向。硅基负极具有10倍于现有石墨负极的理论比容量,是我国负极材料开发的重点。国家重点研发计划“新能源汽车”重点专项支持的北京大学项目团队,通过原位包覆、刻蚀等途径,设计制备出一种高比容量的自体积适应性硅/碳负极材料。

该团队在活性纳米Si核与碳壳之间预留了缓冲空间,复合材料在充放电过程中表现出自体积适应性和良好的结构与界面稳定性。据了解,该材料比容量达到1300mAh/g,3C、500周和5C、1000周后的容量保持率高达90%和80%。该项目为开发高比能量锂离子电池从而进一步提高电动汽车行驶里程奠定了基础。

负极材料扩产凶猛

据统计,2017年,我国锂电负极材料的总产能高达37万吨,而总体产量18.5万吨左右,负极材料行业平均产能利用率仅为50%左右。尽管面临如此低的产能利用率,在锂电光明前景的吸引下,负极材料行业还是迎来了大量的新入者。

上文提到,2017年以来,针状焦价格上涨4倍多,导致相关生产企业纷纷加紧备货抢购原材料。方大炭素2017年8月公告称,公司拟新增锂离子电池负极材料的研制业务,将经营范围进一步向下游延伸。方大炭素拥有针状焦年产能6万吨,发展锂电池负极材料业务,在原料方面占有较大优势。

另一个新进入负极材料领域的企业是硅宝科技,该公司的主营业务是有机硅密封胶,而锂电池负极材料成为其向新材料领域转型的切入口。2017年12月26日,硅宝科技公告称,由硅宝科技牵头承担成都市科学技术局“产业集群协同创新项目”中的“高安全、高比能动力锂离子电池关键材料”项目获批立项。该项目针对新能源汽车用动力锂离子电池的重要应用需求,解决安全性差和比能量低两个重大难题,本项目研发的锂电池负极所用的材料就是硅碳负极材料,该项目的其中一个目标就是将其产业化。

2017年,除了新进入者,负极材料领域已有的企业扩产可谓凶猛。比如,杉杉股份8月16日公告称,控股子公司宁波杉杉新材料科技有限公司拟与包头市政府签署投资合作协议,将投资约38亿元在包头投资建设年产10万吨锂离子电池负极一体化基地项目,构筑从原材料到成品的一体化格局。

金士能也是大手笔,投资30亿元在四川德阳经开区通过3期工程建成具有10万吨产能的锂电池负极材料生产基地,该项目已经开工。

此外,宝泰隆投资6.8亿元,建设5万吨/年锂电负极材料石墨化项目,以及2万吨/年锂电负极材料中间相炭微球前驱体项目;中化集团下属中化国际锂电池负极材料项目——3万吨中间相碳微球负极材料项目已签约落户河北邯郸,该项目由中化国际下属江苏瑞盛新材料科技公司负责实施,项目总投资约30亿元;上海璞泰来锂离子电池材料项目落户江苏中关村科技产业园,项目投资50亿元,主要研发、生产新型硅碳复合负极材料等,不一一赘述。

总之,2017年,业内在负极材料技术方面取得的突破,也为开发高比能量锂离子电池,从而进一步提高电动汽车行驶里程奠定了基础。在新能源汽车和动力锂电池的带动下,我国负极材料领域吸引了大量的资本,产能大幅扩张,然而在这种背景下,负极材料产能的利用率并不高,而负极材料的价格却大幅上涨,严重背离了行业发展的正常轨道。笔者认为,行业对负极材料的扩张应该更加理性,研制出优质的负极材料产品才能真正提高企业竞争力。

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