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电池负极材料创业项目(动力电池负极材料的投资逻辑)

电池负极材料创业项目(动力电池负极材料的投资逻辑)人造石墨所需的原材料主要为石油焦、针状焦等焦类原料,来源于石油化工和煤化工的副产品,市场供给充足,行业竞争充分,因此原材料不是行业的掣肘(和正极材料不同)。石墨化是成本的大头,因为石墨化加工要改变人造石墨中碳原子的排列结构,实现由乱层结构向石墨晶体结构的有序转化,从而提高人造石墨的导电性、耐腐蚀性等各项性能。在石墨化过程中,要使用高温热处理(2000℃以上)对原子重排及结构转变提供能量,电力是石墨化生产消耗的主要能源,1吨石墨化产能需耗费1.2-1.4万度电,单吨电费成本约0.42万元/吨。限电、环评是影响石墨供给的主要因素。只聊人造石墨,不聊天然石墨。负极材料占锂电池成本的10%-15%,到能量储存与释放的作用,充电时,锂离子从正极经电解液嵌入负极,放电时相反,负极主要影响锂电池的首次效率(代表首次充电形成SEI膜所消耗的活性锂比例)、循环性能、倍率(充放电的效率)等。锂电池负极材料由碳

截止目前,我已经写完了动力电池四大主材的投资逻辑:

《投资林教头:详解电解液的投资逻辑》

《动力电池隔膜,价值较高的投资方向》

《聊一聊动力电池正极材料》

负极材料占锂电池成本的10%-15%,到能量储存与释放的作用,充电时,锂离子从正极经电解液嵌入负极,放电时相反,负极主要影响锂电池的首次效率(代表首次充电形成SEI膜所消耗的活性锂比例)、循环性能、倍率(充放电的效率)等。锂电池负极材料由碳系或非碳系材料等制成糊状胶合剂,均匀涂抹在铜箔两侧,经干燥、辊压而成。

电池负极材料创业项目(动力电池负极材料的投资逻辑)(1)

1,技术路线与趋势

目前主流材料是碳系,人造石墨综合性能良好,是动力电池的主流材料;天然石墨主要用于3C等消费电子产品;石墨类负极材料的比容量性能理论上限为372mAh/g,而行业内部分头部企业的产品可以达到365mAh/g,基本达到极限值,硅基负极材料理论比容量高达4200mAh/g,是未来技术发展方向,已有小规模的市场应用。

硅材料导电性较差(<10-3S/cm,25°C),使得电池首效及倍率性受限。其次,在电池充放电过程中,硅和锂进行合金化反应,硅材料体积会剧烈膨胀(膨胀率>300%),可能导致硅材料块体出现裂纹并粉化,造成电极失效,引起电池容量迅速衰减并降低电池循环性能;硅的体积变化可能导致SEI膜发生破裂,新暴露在表面的硅在充放电过程中会继续生成新的SEI膜,持续消耗来自正极的锂和电解液,导致电池内阻增加、容量迅速衰退。为了解决硅材料的两大问题,硅基负极通过掺杂碳系石墨及改性的方法来优化材料性能并实现产业化。目前主流硅基负极技术路线包括硅氧复合材料(SiO/C)和硅碳复合材料(Si/C),但成本超过15万元/吨,是高端人造石墨负极材料的两倍。

2,人造石墨的成本构成

电池负极材料创业项目(动力电池负极材料的投资逻辑)(2)

只聊人造石墨,不聊天然石墨。

人造石墨所需的原材料主要为石油焦、针状焦等焦类原料,来源于石油化工和煤化工的副产品,市场供给充足,行业竞争充分,因此原材料不是行业的掣肘(和正极材料不同)。石墨化是成本的大头,因为石墨化加工要改变人造石墨中碳原子的排列结构,实现由乱层结构向石墨晶体结构的有序转化,从而提高人造石墨的导电性、耐腐蚀性等各项性能。在石墨化过程中,要使用高温热处理(2000℃以上)对原子重排及结构转变提供能量,电力是石墨化生产消耗的主要能源,1吨石墨化产能需耗费1.2-1.4万度电,单吨电费成本约0.42万元/吨。限电、环评是影响石墨供给的主要因素。

电池负极材料创业项目(动力电池负极材料的投资逻辑)(3)

以往负极材料厂商会将石墨化外包给上游,在降本压力下,提高石墨化的自给率是提高降低成本、提高毛利率的手段。石墨化自给率高的尚太有着更高的毛利率。

电池负极材料创业项目(动力电池负极材料的投资逻辑)(4)

3,市场规模

2021年我国人造石墨出货量为60.5万吨、同比涨超100%,占总出货量的84%;天然石墨出货10.1万吨、同比增长73.8%,占比为14%;其他负极材料出货量为1.4万吨。

电池负极材料创业项目(动力电池负极材料的投资逻辑)(5)

在过去3篇文章里(见文章开始的链接),我们预测2025年全球动力电池需求大约是2000-2200GWh,按2100GWh来算,且:负极材料需求量(万吨)=动力电池GWh/8.33,因此2025年,全球负极材料需求量=252.1万吨。

假设人造石墨占比与2021年相同,为85%,硅基负极占5%,那么2025年,人造石墨、硅基负极的需求量分别为:214.29万吨、12.6万吨。

未来5-8年,硅基材料大规模产业化的可能性还比较小,所以关键还是研究人造石墨。虽然贝特瑞(天然石墨龙头)也有积极布局硅基材料,但从这个逻辑上看,可能还不如关注一下杉杉股份、璞泰来

而根据GGII的测算,2025年CR7的负极材料供应合计为260.27万吨,基本维持在紧平衡的状态。

整体上,负极赛道的吸引力不大,以上是个人看法。

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