摘要：預(yù)計未來二到三年內(nèi)硅碳材料在高容量電池上必將成為新一代領(lǐng)先的負極材料。
被寄予厚望的硅碳負極，在應(yīng)用端似乎受阻。據(jù)行業(yè)內(nèi)部消息，目前只有比克、力神、鵬輝三家有小批量樣品，且全部應(yīng)用于圓柱電池，方形鋁殼和軟包在應(yīng)用端還有很多問題無法解決。
應(yīng)用端受阻
據(jù)調(diào)研，去年下半年開始，已有少量采用硅碳負極的鋰電池被推向高端數(shù)碼市場。但在動力電池方面，規(guī)?；瘧?yīng)用似乎總箭在弦上。
業(yè)內(nèi)人士表示，硅碳負極材料現(xiàn)在的普及度已經(jīng)有了很大的提升，但是始終無法大批量裝車。原因有二，第一，電池在批量生產(chǎn)的過程中還存在容量快速衰減、電池容易變形、循環(huán)次數(shù)達不到等問題，真正好的硅碳負極產(chǎn)品和用得好的電池廠家并不是很多；其二，性價比不高，電池容量提升5%-10%的情況下，電池的成本要增加20%-30%甚至更高。高鎳三元+硅碳復(fù)合材料一直被認為是黃金搭配，但是隔膜、電解液等都存在需要一對一匹配的問題，且尋找匹配的電解液還存在一定的難度。
一位負極材料大廠的副總工表示，不僅在應(yīng)用端存在問題，它們做負極量產(chǎn)也有問題。硅碳復(fù)合材料中的硅顆粒粒徑不能超過200-300nm，其表面、粒徑分布、雜質(zhì)以及表面鈍化厚度等關(guān)鍵指標的技術(shù)壁壘也非常高，目前國內(nèi)很多廠家還達不到，而外購納米硅粉成本有太高。
“現(xiàn)在上車的電池系統(tǒng)能量密度都不是很高，一般單體能量密度在210-260Wh/kg之間，系統(tǒng)比能量在140-165Wh/kg之間?！?/span>江蘇泰興中全新能源董事長馬昕博士表示，目前好的人工石墨負極材料克容量已經(jīng)接近理論的372mAh/g，在電池價格比較敏感的時期，這個技術(shù)指標夠做到260wh/kg的。但我們做電池已經(jīng)把正極容量發(fā)揮到了極致，我們量產(chǎn)300wh/kg電池的大量試驗證明，必須用到好的硅碳負極才能做出300wh/kg 動力電池，所以目前的電池廠都用技術(shù)比較簡單的石墨負極都只是暫時繞過了硅碳負極電池的攻關(guān)。不過，隨著補貼對能量密度提出更高的要求，電池廠就必須使用硅碳負極材料。
目前，部分負極材料廠仍然致力于提升人工石墨負極材料的性能，畢竟將首效提高至95%甚至97%，對于負極材料廠家而言，還有很大的進步空間。洛陽月星總經(jīng)理徐軍紅表示，公司正在通過在包覆層增加納米微孔，來提升克容量。
硅碳的不可逆趨勢
杉杉股份（600884 ）2018年半年報提到，從產(chǎn)品趨勢來看，隨著動力電池對能量密度要求的提高，硅碳負極將是未來發(fā)展的重點，雖然 2018 年上半年硅碳負極的實際出貨量非常有限，但是硅碳負極路線的趨勢已經(jīng)非常明確。
除杉杉股份之外，江西紫宸、深圳貝特瑞等早已布局硅碳負極材料的生產(chǎn)，目前已推出幾款硅碳負極材料，且具有一定產(chǎn)能，CATL、比亞迪、國軒高科、力神、比克、萬向A123、微宏動力等龍頭企業(yè)硅碳負極的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用也都在推進中。
起點研究（SPIR）認為，目前國內(nèi)一些大型負極材料企業(yè)已經(jīng)開始布局硅碳材料，電池企業(yè)同樣受到政策性對電池能量密度的推動影響，開始大面積研發(fā)高容量硅碳材料電池，隨著國內(nèi)新進入硅碳材料企業(yè)數(shù)量增多，規(guī)?；纬珊?，其價格必將隨之下降。綜上，預(yù)計未來二到三年內(nèi)硅碳材料在高容量電池上必將成為新一代領(lǐng)先的負極材料。
其實，國內(nèi)企業(yè)在硅碳負極產(chǎn)業(yè)化方面的動作相對較慢。松下早在2013年就用硅碳負極材料量產(chǎn)了NCR18650C型號的電池，特斯拉已經(jīng)將硅碳負極成功應(yīng)用于Model3上；GS湯淺也推出了硅基負極材料鋰電池，已應(yīng)用于三菱汽車上。
9月17日工信部公示的申報第312批《道路機動車輛生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品公告》中，三星環(huán)新（西安）動力電池有限公司分別為陜西汽車集團有限責(zé)任公司配套一款純電動載貨汽車底盤和純電動廂式運輸車，提供三元電芯。
8月22日，韓國SK Innovation宣布將在中國江蘇常州建立動力電池廠，預(yù)計年產(chǎn)能達7.5GWh。除常州工廠外，SK Innovation還計劃將其位于韓國忠清南道的瑞山市電池廠的產(chǎn)能擴大至4.7 GWh，以及將匈牙利科馬隆電池廠的產(chǎn)能擴大至7.5GWh。SK Innovation規(guī)劃至2022年，將在全球范圍建立起一個年產(chǎn)能20 GWh的動力電池生產(chǎn)體系。
7月17日，LG化學(xué)電池項目簽約落戶南京江寧濱江開發(fā)區(qū)。該項目總投資20億美元，計劃于今年10月開工建設(shè)，2019年10月開始實現(xiàn)量產(chǎn)，2023年實現(xiàn)全面達產(chǎn)。項目達產(chǎn)后，預(yù)計年產(chǎn)動力電池32GWh。
外媒也報道過，松下作為特斯拉的電池唯一供應(yīng)商，正在考慮與特斯拉合作，在中國建立一個超級電池廠。雖然最終消息沒有確定，但是7月10日特斯拉已經(jīng)簽訂了純電動車項目投資協(xié)議，超級工廠落戶上海臨港地區(qū)。
目前，以圓柱電芯為例，國內(nèi)的18650圓柱電芯一般是2.6Ah居多，三星和LG分別能做到2.8Ah和2.9Ah，但是它們產(chǎn)能非常大，一直打低價牌且產(chǎn)品的一致性比國內(nèi)好很多，不排除他們以低價搶占市場。其實，最大的壓力來自松下，目前它們量產(chǎn)的產(chǎn)品已經(jīng)達到了4.0Ah，一旦進入中國市場對國內(nèi)企業(yè)而言威脅是致命的。目前業(yè)內(nèi)只有比克發(fā)布了3.0Ah的高能電芯，裝上了零跑汽車。
“我們已經(jīng)解決了電池變形和循環(huán)壽命較低的問題。”馬昕博士表示，3.2Ah高鎳+硅碳負極的18650電池車廠正在測試，4.93Ah級別的量產(chǎn)型電芯樣品也完成了。
