Acreditamos que existem duas rotas técnicas principais para baterias de lítio atualmente, a rota econômica representada pelo lítio quadrado de ferro e a rota de alto desempenho representada pelo cilindro ternário de níquel alto.
Nos últimos dois anos, graças ao progresso tecnológico da bateria CTP e lâmina, o lítio quadrado de ferro tem um alto desempenho de custo no mercado de automóveis de passageiros com um alcance de 600 km ou menos. De acordo com os dados da bateria de lítio xinlune, o preço médio da célula de energia quadrada de lítio de ferro foi de 0,77 yuan / wh em 25 de março de 22, e o preço médio de três yuan célula de energia quadrada foi de 0,84 yuan / wh no mesmo período Graças à tecnologia da bateria da lâmina, Byd Company Limited(002594) lfp modelo tem uma densidade de energia de 140wh / kg e uma escala de 565km, rompendo o teto da escala do ferro de lítio.
As vantagens e desvantagens do níquel + silício são mais adequadas para o mercado com mais de 600km de resistência. A vantagem do cilindro grande é que não é fácil aquecer fora de controle e a superfície do arco é mais resistente à expansão. A vantagem do ternário de níquel alto é alta densidade de energia, enquanto a desvantagem é alto custo + baixa estabilidade térmica. A mudança de alto custo pode depender da entrada de fundição de níquel integrado ternário para reduzir o custo do níquel. A baixa estabilidade térmica pode ser melhorada com embalagem cilíndrica. As vantagens do eletrodo negativo à base de silício são alta densidade de energia + adequado para carregamento rápido, enquanto as desvantagens são alto custo + expansão fácil. Acreditamos que o alto custo é o estágio inicial, que pode confiar na redução de custos em grande escala, expansão fácil e pode ser combinado com embalagem cilíndrica.
Este relatório é uma série de novos relatórios de tecnologia de níquel de alta tensão + cilindro grande – começando com as oportunidades de investimento de novos materiais do eletrodo negativo de silício, e estende as oportunidades de investimento de materiais novos circundantes, tais como nanotubos de carbono de parede única, suplemento de lítio e ligante PAA, que são esperados para se beneficiar da melhoria da baixa base + permeabilidade Nos próximos anos, a taxa de crescimento do espaço de mercado é considerável, e graças ao prêmio de tecnologia, o espaço de lucro principal é esperado para ser considerável.
O silício é a direção do progresso dos materiais negativos do eletrodo, e a quantidade é iminente. Atualmente, a capacidade específica das empresas principais do eletrodo negativo da grafite pode chegar a 355360mah / g, que está perto da capacidade específica teórica de 372mah / g. o material negativo do eletrodo precisa ser atualizado urgentemente A capacidade específica teórica do material do silicone atinge 4200mah / g, que é mais de 10 vezes aquela da grafite. Devido à alta taxa de expansão (300% para silício e 12% para grafite), a industrialização do eletrodo negativo de silício é bloqueada.Atualmente, o eletrodo negativo à base de silício é usado principalmente nos campos de 3C digital high-end, ferramentas elétricas e baterias de energia high-end, e a permeabilidade do eletrodo negativo é inferior a 2%. Além disso, fábricas de baterias de empresas automotivas como Panasonic, Samsung, GAC e Weilai também anunciaram o uso de eletrodo negativo de silício.
Eletrodo negativo de silício é geralmente dopado em grafite artificial para realizar a industrialização (atualmente, a proporção de dopagem é de cerca de 5%). De acordo com a seleção de materiais de silício, é dividido em duas rotas técnicas: carbono de silício e oxigênio de silício.
Eletrodo negativo de carbono de silício: é feito de nano silício e materiais de grafite. Atualmente, a capacidade comercial é inferior a 450mah / g e o primeiro efeito é alto, mas o coeficiente de expansão de volume é muito grande, resultando em má circulação. É geralmente usado para baterias de consumo por 500600 semanas.
Eletrodo negativo de oxigênio de silício: misturado com óxido de silício e materiais de grafite, a capacidade de aplicação comercial atual é principalmente 450500mah / g, o primeiro efeito é relativamente baixo, mas o desempenho do ciclo é relativamente bom, que pode ser usado para consumo e energia.
O núcleo da preparação do eletrodo negativo de carbono de silício é moagem de esferas, e o núcleo da preparação do eletrodo negativo de oxigênio de silício é a modificação do óxido de silício. Assim como o eletrodo negativo de silício tem o conceito de produto puro e produto composto (o eletrodo negativo à base de silício refere-se ao produto composto), a preparação de eletrodo negativo de silício também tem dois processos. Nós dividimo-lo na preparação de silício puro na extremidade frontal e o composto com grafite na extremidade traseira. Acreditamos que o núcleo é a preparação de silício puro na extremidade frontal. O núcleo de carbono de silício é a preparação de nano silício, que geralmente adota o método mecânico de moagem de esferas. O núcleo de oxigênio de silício é a preparação de óxido de silício, que precisa de tratamento de modificação. Geralmente, a deposição química de vapor (CVD) é usada para revestimento de carbono.
O preço unitário e capex do eletrodo negativo à base de silício são significativamente maiores do que aqueles do eletrodo negativo de grafite. O preço do eletrodo negativo de grafite é geralmente 3 Shenzhen Zhongjin Lingnan Nonfemet Co.Ltd(000060) 000 yuan / ton. De acordo com nosso cálculo, o preço do eletrodo negativo de silício puro é geralmente 3 Shenzhen Quanxinhao Co.Ltd(000007) 00000 yuan / ton, e o preço dos produtos compostos é geralmente 8 Csg Holding Co.Ltd(000012) 0000 yuan / ton. O investimento de auto-produção fixa por 10000 toneladas de capacidade integrada de ânodo de grafite artificial é geralmente cerca de 200 milhões de yuans, e o investimento de ativos fixos por 10000 toneladas de ânodo à base de silício, especialmente o silício puro front-end, é geralmente cerca de 1 bilhão de yuans.
Atualmente, Beirui está no estágio inicial de P & D e produção em massa de clientes de silício no Japão, e Beirui está na posição de liderança na indústria na China.
No exterior: As empresas japonesas e coreanas assumem a liderança no eletrodo negativo à base de silício, principalmente no nível da patente. Por exemplo, o produto químico japonês Xinyue assume a liderança no número de patentes de eletrodo negativo de oxigênio de silício, mas seu principal negócio é semicondutores, e o nível de quantidade não está liderando.
China: a beiteri fez um avanço tecnológico em materiais de eletrodos negativos à base de silício em 2010 e entregou-os em lotes em 2013.Seus clientes são Panasonic e Samsung. Os produtos da Beiteri são continuamente atualizados e iterados, e a capacidade específica e a eficiência de primeira vez de produtos de alta geração estão significativamente à frente de seus pares. Beiteri tem uma capacidade de 3000 toneladas de ânodo de silício (esperamos que seja produto puro) e uma capacidade planejada de 40000 toneladas. Os pares ainda estão no nível da linha piloto de 100 ou 1000 toneladas, e não há remessa em grande escala.
O eletrodo negativo à base de silício traz oportunidades em larga escala para materiais derivados, como tubo de carbono de parede única, agente de suplemento de lítio e ligante de eletrodo negativo.
Tubo de carbono de parede única: pode formar uma rede desenvolvida dentro do material, cobrir a superfície de partículas de silício, estabelecer uma conexão altamente condutiva e duradoura entre partículas de silício e melhorar significativamente a vida útil do eletrodo negativo de silício.
Agente de reposição de lítio: a formação de filme SEI na superfície do eletrodo negativo de silício precisa consumir uma grande quantidade de fonte de lítio, o que torna a primeira eficiência do eletrodo negativo à base de silício significativamente menor do que a da grafite. A primeira perda irreversível de lítio de material de grafite é de 5% ~ 10%, enquanto a perda irreversível de capacidade de silício é de 15% ~ 35%. Portanto, eletrodo negativo de silício geralmente precisa ser usado com agente de reposição de lítio.
Ligante PAA: para eletrodo negativo à base de silício com expansão de volume extremamente alto no ciclo de descarga de carga, o projeto razoável do ligante pode melhorar muito sua vida útil do ciclo.
Tomando o eletrodo negativo à base de silício como a linha principal, nós derivamos nanotubos de carbono de parede única, suplemento de lítio e ligante PAA.O espaço de mercado do eletrodo negativo de silício é esperado alcançar 30 bilhões + em 25 anos, aquele de outros materiais é esperado para ser cerca de 5 bilhões, e a taxa de crescimento composto em 21-25 anos é de cerca de 100%.
