硅基锂电池负极材料市场应用有望加速

2021-05-08      750 次浏览

硅基锂离子电池负极材料市场应用有望加速。硅基材料作为锂离子电池负极具有容量高、来源广泛以及环境友好等优势。经过20多年的发展,锂离子电池能量密度已无法满足现今各种消费类电子设备,尤其是储能设备及电动汽车对能量密度的需求,硅及含硅材料以其高达4000mAh/g的比容量,被认为是一种很有前途的负极材料。


硅基锂离子电池负极材料市场应用有望加速


如今,随着动力锂电池市场需求的急速上升,带动了上游各个材料领域快速发展,与此同时,行业也对电池材料的性能也提出了更高的要求。在负极材料方面,近几年世界各地的科学家都在试图开发出能够替代石墨的负极材料,由于硅基负极材料的比容量可达到4200mAh/g,远高于石墨负极理论比容量的372mAh/g,高出石墨负极10倍有余,因而备受科研界和厂商的青睐。


尽管近年来硅基负极材料在应用端做出了诸多改进,但目前在实际应用中,仍要石墨材料的配合,未能完全撼动石墨材料在锂电负极领域的统治地位。但是随着技术的进一步发展,硅基负极材料在循环性能、生产成本等方面仍有提升空间,有望成为“锂电负极材料的新大陆”。


目前,硅基负极材料的商业化应用处于起步阶段,重要应用领域为高端3C、电动工具、电动汽车和特种锂离子电池。随着国家和市场对高能量密度锂离子电池的迫切需求,硅基负极材料的市场需求会在2020年左右大幅上升,市场占比会逐年提高,预计至2023年,硅基负极材料的市场占比率达到30%以上。


当前我国硅基负极市场的特点


1)当前稳定量产的硅基负极型号较少,以420mAh/g、450mAh/g两款为主,更高克容量的硅基负极还无法量产;


2)价格仍偏高,目前稳定量产的硅基负极价格介于14~20万/吨,远高于石墨类负极;


3)市场集中度高,量产公司不超过3家,在研发及小试公司超过20家。硅基负极目前重要有三类公司,一是现有石墨类负极公司,二是科研院校的创始团队,三是电池公司或跨界进入该领域的纳米硅制造公司。


我国硅基负极材料尚处于初级化发展阶段,实际应用还比较小众,大部分公司处于送样测试阶段,与石墨负极相比,硅基负极材料市场体量较小且上升缓慢,2019年国内硅基负极材料出货量为0.37万吨,在负极材料中的渗透率约仅为1.4%。


在高能量密度发展的路径之上,动力锂电池正极采用高镍三元材料,而负极则配合使用硅基负极材料。未来NCM811和NCA成为动力锂电池的主流市场。随着硅基负极制备工艺及电池厂商关于高镍体系掌握的逐步成熟,硅基负极未来将迎来较为广阔的市场。根据811/NCA的发展趋势和硅基负极材料价格情况,预计2020年硅基负极市场空间可达17亿左右。


硅基负极产业化程度低,有望加速产业化运用,硅基负极市场海外供应商相对集中,市场集中度高。预算2022年硅基负极材料需求量为2.2万吨,预计行业平均毛利率40%以上。按照12万元/吨价格计算,2022年硅基负极材料市场空间近25亿元,市场空间广阔,增速较快,随着硅碳纳米技术公布,硅基负极规模化应用有望加速,我们预计2022年市场规模有望达30亿。


在目前动力锂电池正极材料未能取得重大突破时,负极材料的选用成为了决定动力锂电池能效的重要因素。随着新能源汽车对续航里程的要求不断提高,硅基负极材料的高比容量优势将逐步显现,有望打破石墨在锂电负极材料领域的“独大”格局,锂离子电池负极材料市场或将重新洗牌。


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