从钠离子电池负极这块,最新的产业化进度情况?
A. 在工艺方面,钠离子电池和锂离子电池是相通(产线/设备可切换)的,且难度对于头部锂离子电池厂不大。从目前来看,产业化的速度跟各家的战略有关(就是历史技术路线有关),不是单一的技术决定(尽管技术上,钠离子电池还有一定难度,难度在在于材料的稳定性)。钠离子电池的头部企业是中科海纳和宁德时代,其他家也能做(欣旺达、比亚迪、鹏辉能源、维科、传艺等),目前钠离子电池的主要应用场景是储能和低速两轮电动车。
从技术扩散的路径和基础条件看,还是最看好宁德时代,①团队研发实力强大,②有锂离子电池良好基础背景,③产业化深度介入,不是炒概念拉抬股价。宁德时代和中科海纳的技术路线不一样,宁德时代2019年第一代,目前是第二代,前期主要是储能,现在的成本和磷酸铁锂比没有优势。但是产业链上未来会降本,明年是5GWh(电池产业元年的重要标志)的出货预期,预计明年上半年释放1~2GWh。
中科海纳是科研转化,中科院背景,技术很不错,但是产业化经验和对电池理解以及材料上相对有所欠缺,他的优势是股东可以提供使用需求,自己做材料,做电池,做终端,华为也投了。还有一家是鹏辉能源。其他家都是技术储备阶段。目前市场主要是靠宁德时代去推动,他有订单,可以转化。
A:碳酸钠比锂盐有优势,从长期来看是优势,短期钠离子电池是比锂离子电池在成本上要贵,这就需要政策来扶持。钠离子电池的行业标准制定现在还为时尚早,现在行业不成熟,技术标准,技术路线和原料也没有定,所以不好定行业标准,可以起草,但是意义不大。还是需要产业化后头部企业来指定。
A:2001年可乐丽Kuraray Poval™的硬碳在日本就商业化了,技术是领先的,但是产业化不好产能不大,价格贵达到20万/吨,中国是后面弯道超车的。
国内做的最好的是贝特瑞,是贝特瑞和三星SDI合作的过程中开发的,包括从2015年开始做,包括软碳、硬碳,产品比较成熟。产线比较小,还有50吨/年,明年会融一笔钱,准备上2000吨(对外号称10000吨),基本上就是1GWh的使用量,主要是上1000 度的炭化炉,铺装速度很快。
另一家佰思格,老板是比亚迪出来的,团队技术很好,有东方电气的技术背景, 产品单一就做硬碳,鹏辉能源投了,5年内有上市要求,压力大,产能不大,明年扩产后号称10000吨,在银川有地和产线,实际上2000吨左右。
另外杉杉,凯金等还是有技术,在送样,但是没有下游客户,没有扩产,成本现在不确定。元力股份是从活性炭转硬碳,现在还在开发中,走生物质路径,如果成功那么实际上与活性炭的生产有相通之处,但是他既没有跟高校合作,也没有跟电池厂合作,有点不足,跟中车的合作是用在超级电容器方向。还有一种技术路线是用树脂,很多科研院校教授在研究,国内做树脂最好的是圣泉,优势是资金雄厚,但是还在起步阶段,公司公告拟投资24.8亿元建设10万吨生物质基硬碳负极材料项目,项目建设周期1.5年,预计量产后价格在6.5万元/吨。公司第一代硬碳产品具有 300 mAh/g左右的克容量,首效在88%及以上;第二代产品实验测评,产品容量超过 330 mAh/g,首效超过90%。
A:无烟煤的软碳技术路线,是国内很特殊的技术路线,主要是中科海纳的成本便宜。山西资源丰富,成本在5000~6000元/吨,其股东阳煤集团可以给与大力支持。软碳容量大概 220 mAh/g,杂质含量高,产品成本30000~40000元/吨,比竞品技术路线便宜,但是产品比用沥青来做还是有差距,需要大量提纯工艺,考虑到综合成本,和其他家不具备大的优势。以宁德时代为代表的其他公司的技术路线均是硬碳。
硬碳性能好:
第一个是克容量,能做到330~350mAh/g。日本厂家能做到350~380mAh/g。首效方面,国内最高80%~85%,日本是90~95%,有一定差距。
第二个循环倍率性能,国内3000次以上,但是快充性能(3C,5C)不行,大概2,000次,但是这一块的核心在正极和电解液,未来可以突破。
第三个是低温性能好,户外-40℃的时候,磷酸铁锂就不太行了,而硬碳的钠离子电池就没有问题。现在一个最主要的问题就是硬碳的成本高,买日本可乐丽硬碳价格在15万/吨,大批量产业化后预计降低到10万/吨。因此,国内未来要打败日本就是成本要降低到10万以下。日本走的是生物质,所以在各项性能,压实密度(1.2g/cm3),比热容,充放电倍率,首效都很好。我们国内一部分走生物质,一部分走树脂,一部分走无烟煤,走生物质目前技术暂时和日本有一段差距,走树脂路线的话对树脂要求比较高(要酚醛树脂),现阶段2万元/吨的成本,烧完后含碳量只有20%,综合成本8万/吨,从成本上看不经济,当然后期改善工艺提高碳产率也是可行的。生物质未来可以用淀粉,椰子壳,杏仁壳,酒糟做原材料,成本上可行可商业化,贝特瑞这边成本是6万元/吨。无烟煤的成本比较低,但是性能不行,预计只能做中低端电芯。
A:都需要炭化炉(800~1500度),惰性气体保护,后面要一个造孔包覆的活化炉。大的设备没有什么区别,主要是工艺和添加剂的区别。国内首效比日本差, 主要的原因是最后一个环节包覆的区别,包覆的好,电解液和负极的接触反应就可以降低。目前钠离子电池定位在120~140 Wh/kg是可行靠谱的,定位更高密度目前技术不太可行。而技术的进步,采用同半固态+软包钠离子电池技术,单体突破 300 Wh/kg也是可行的。
A: 钠电原材料技术路线短期内还是生物质。生物质在品质没问题,成本是问题。国内主要大厂宁德时代和佰思格都在用,也可验证。有把握的原材料是,白糖,淀粉,酒糟,椰子壳,杏仁壳可以。
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