固态电池产业链分析-电池材料篇(二)(附相关企业分析

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接回上篇文章我们继续对电池负极、固态电解质进行解析。

固态电池的成本高,在电池负极的成本体现得比较明显,固态电池负极成本比液态负极成高2-4倍。传统液态电池使用的负极是石墨体系,固态电池升级到预锂化的硅基负极、锂金属负极。负极在电池制造成本中占到了16%左右,硅基负极理论容量高,石墨负极已逼近理论上限。 目前石墨负极材料的可逆比容量已接近理论比容量 372 mAh/g。因此为提升锂电池的能量密度,需开发更高比容量的负极材料。硅负极材料其理论比容量高达 4200 mAh/g,是石墨负极10倍左右,是目前已知比容量最高的锂离子电池负极材料。采用硅基负极材料的锂电池质量能量密度可以提升 8%以上,同时每千瓦时电池的成本可以下降至少 3%。金属锂同样具有极高的理论比容量(3860 mAh/g,相当于商业化锂电池石墨负极的十倍)和极低的电化学反应电位,是一种极具前景的新一代储能电池(锂硫、锂空、固态金属电池等)负极材料。从短期来看硅负极材料是近期的发展方向,长期会向锂金属转变。

2022 年中国负极材料产量为 137 万吨,白皮书数据显示,2023年全球负极材料出货量达到181.8万吨,同比增长16.8%,其中中国负极材料出货量达到171.1万吨,全球占比进一步提升至94.1%。国内目前主要的负极材料企业包括贝特瑞杉杉股份翔丰华

行业龙头贝特瑞

公司是国内最早量产硅基负极材料的企业之一,出货量行业领先,2023 年上半年贝特瑞负极材料出货量国内占比约 26%,全球占比约 25%。其中硅碳负极材料已经开发至第五代产品,比容量 2,000mAh/g 以上,硅氧负极材料已完成多款氧化亚硅产品的技术开发和量产工作,比容量达到 1,500mAh/g 以上。公司已投产负极材料产能为 49.5 万吨/年,市场份额约为22.74%。

杉杉股份:人造石墨负极材料龙头

公司自 1999 年开始产业化负极材料,在锂电池负极材料领域已有 20 多年的研发和产业化生产实践,国内人造石墨产量第一。公司硅基负极产品技术和产业化应用保持领先,目前,公司已经完成约 70 万吨石墨类负极材料的产能战略布局,目前已投产负极材料产能为 45 万吨/年,市场份额约为16.83%。

目前国内固态电解质主要有三种,分别为聚合物、氧化物、硫化物固态电解质,其中氧化物电解质各方面性能较为均衡,目前进展最快,其他类型固态电解质普遍存在性能短板,但硫化物发展潜力最大。聚合物易于合成和加工,率先实现商业化应用,但常温电导率低,整体性能提升有限,制约大规模应用与发展。氧化物兼具电导率和稳定性,量产难度适中,目前发展进度较快。硫化物电导率最高,兼具加工性能,潜力最大,但仍处于研发阶段。从成本来看,氧化物电解质成本相对较低,硫化物电解质成本较为昂贵。目前国内主要的固态电解质企业包括天目先导、清陶能源、赣锋锂业瑞泰新材

清陶能源

目前,清陶能源已经研发生产出三代电池。第一代半固态电池在已经量产的基础上持续优化,360Wh/kg车规级半固态电池产品循环寿命超过1200次,300Wh/kg车规级4C快充固态电池项目完成客户验收,240Wh/kg半固态电池产品循环寿命超过5000次。第二代固态电池产品能量密度可达400-500Wh/kg,已进入中试准备阶段。第三代全固态电池产品能量密度>500Wh/kg,正在全力推进突破工艺设备创新,完成可量产性及可靠性论证

赣锋锂业

2014年开始公司进军动力电池行业下游,2017年建成了第一代固态锂电池中试线,随后不断加注固态电池的研发投产,依托公司上游锂资源供应及全产业链优势,公司的锂电池业务已覆盖固态锂电池、动力电池、消费类电池、聚合物锂电池、储能电池及储能系统等五大类二十余种产品。固态电池业务上,赣锋锂业第一代混合固液电解质电池产品,能量密度达235-280Wh/kg;第二代固态锂电池,能量密度已经超过350Wh/kg。2022年开始,公司加大了在固态电池领域的投资:江西新余生产基地2GWh固态电池产能,重庆赣锋锂电科技有限公司年产20GWh新型锂电池研发及生产基地项目,2023年1月,公司在东莞市投资建设年产10GWh新型锂电池及储能总部项目,产品包括半固态电芯。

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04-11 17:45

贝特瑞占全球硅负极的73%的市场份额