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中国锂电产业的材料创新到哪一步?

上海证券报2022-10-13 10:00
比亚迪刀片电池、宁德时代麒麟电池,产业龙头们的重磅产品推动了中国锂电的进步,也让外界好奇:除了模组形态结构的优化,中国锂电产业的材料创新又到了哪一步?

10月10日至11日,在成都举行的“2022高工锂电材料大会”上,复合铜箔、硅负极、碳纳米管及钠离子电池材料厂家纷纷亮出自家绝活,产品创新迭代层出不穷。

“从结构创新到材料创新,这是中国锂电产业创新的升级,可以说是2.0版。”高工锂电董事长张小飞表示,电池产业的发展与进步,很大程度上取决于材料的创新、设备的创新和工艺的创新。“材料创新尤其是关键主材的创新尤为困难,但产业同仁们也一直在持续推进,并在多个领域取得了突破。”

复合铜箔挑战传统铜箔

材料创新有多难?重庆金美新材料董事长臧世伟说,创新研发过程中有很多次想放弃。

重庆金美新材料自成立以来,一直从事集流体(复合铜箔)的研发。“8年时间,中间有着各种的无助,也看不到方向,但是我们坚持下来了,投入了大量的人财物,平均一年下来要开销1亿元。”臧世伟说。

臧世伟和重庆金美新材料最终“走了出来”。据了解,重庆金美新材料今年已正式启动规模化量产,新一代产品已经完成量产化导入工作。此前,重庆金美新材料的产品已经实测装机,并有了较长时期的道路运营数据。

重庆金美新材料厚积薄发的背后,离不开下游巨头的鼎力支持。公开信息显示,宁德时代旗下长江晨道(湖北)新能源产业投资合伙企业(有限合伙)通过安徽金美新材料持有重庆金美21.26%的股权。

宁德时代看重的,是复合铜箔的性能优势。据了解,相对于传统铜箔,复合铜箔不仅更安全,且能量密度也有5%到10%的提升。

不过,传统铜箔厂商也不会就此放弃阵地。诺德股份常务副总裁陈郁弼称,近年来,公司产品厚度从8um降到6um,再到现在的4.5um,产品已经实现数百吨级别的批量供应,“预计到2023年,4.5um铜箔的渗透率将提供到40%至60%。”

“产品一直在迭代升级,性价比持续提升。”高工锂电相关负责人表示。据统计,2018年到2021年,6um铜箔的市占率从20%提升到超过65%,4.5um铜箔的市占率也逐步提升到10%。无论是刚量产的复合铜箔,还是不断迭代的超薄铜箔,都会找到各自适应的应用场景。

正负极主材持续迭代升级

“我们研发的硅碳负极产品,已具备了超低膨胀、超高容量、高倍率等特点,预计2023年可以量产。”天目先导副总经理陆浩在介绍硅基负极材料开发进展时透露。

目前,石墨负极材料仍旧占据市场主流,但石墨负极材料理论比容量为372mAh/g,目前实际比容量已达到360—365mAh/g,可改善空间较小。单质硅负极理论比容量为4200mAh/g,是石墨负极材料理论比容量的11.29倍,被认为是下一代负极材料的主力。

今年4月,天目先导宣布在溧阳投资纳米硅基负极项目,总投资10亿元。今年2月,贝特瑞公告拟投建年产4万吨硅基负极材料项目,预计总投资50亿元。

同样逼近理论比容量的材料还有磷酸铁锂,“加锰”成为新路径之一。容百科技总裁助理兼正极事业部常务副总经理赵军表示,磷酸锰铁锂会逐步替代磷酸铁锂的一些应用场景,尤其是在动力电池领域,因为磷酸锰铁锂有着更高的能量密度。

作为三元正极材料细分领域的全球龙头,容百科技此前通过收购天津斯科兰德进军磷酸锰铁锂材料领域,并提出了到2025年形成30万吨磷酸锰铁锂材料产能的规划。

“高镍的出货已经达到了三元出货的40%,去年这个数大概是25%,同比增速近240%。”赵军介绍,多家公司推出了电芯的进阶产品,对高镍的推广和应用有着非常明显的促进。

“三元正极材料的迭代路径非常清晰,如今有公司已经推出了四元材料,产业升级一直在持续。”有接受采访的业内人士表示,正是对原材料的持续创新探索,推动了我国锂电产业的快速进步。

携手共筑安全韧性供应链

“我们希望能够跟产业同仁一起系统打造一个动力电池的供应链生态,打造一个具有持续全球竞争力的新能源生态圈。”宁德时代供应链与运营体系联席总裁助理黄斌在演讲时表示。

据了解,动力电池供应链当前至少面临三方面的挑战:一是对资金和资源的需求巨大,投资动辄以亿为单位,十亿、百亿级的投资也不罕见;二是建设周期较长,部分产能的建设可能要18个月,有的长达24个月,一段时期内的供需错配可能引发价格的剧烈波动;三是部分设备依然存在进口依赖。

“无论是新能源车的制造,还是电池的加工制造,还是电池材料的加工制造,中国在全球市场都占有很大的比重,我们的地位非常稳固。但是,对前端矿产资源的掌握,和我们实际的总需求还是不匹配的。”黄斌说。

如何应对相关挑战?答案是全产业链的战略协同,包括核心领域联合攻关创新、共享全球物流网络、推动供应链金融建设等。黄斌建议,共同打造一个高效敏捷柔性的供应链,以充分发挥大化工的优势,同时对供应链结构进行优化,增强抗风险能力。

事实上,垂直整合和一体化布局已是产业链共识,并被各细分龙头践行。“头部客户越来越集中,垂直化越来越紧密,未来可能会形成真正的电解液锂盐化,锂盐电解液化的形式。”法恩莱特总经理邵俊华表示,锂电材料市场的竞争将从此前的企业竞争转变成产业链竞争,具备强大供货能力的企业将获得更多发展机会。

“我们的企业家都是实干的,我相信我们的锂电产业潜力无限大。”高工锂电董事长张小飞表示,目前欧美等国家都加大了对新能源产业的政策扶持,但凭借强度大的制造能力,中国企业仍然拥有巨大的发展机会。“2010年到2020年,整个市场增长了10倍,预计2020年到2030年,市场还有10倍的增长空间。”
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