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又是硅基負極!小米快充“黑科技” 與特斯拉、蔚來的不一樣在哪?

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時間:1900/1/1 0:00:00

科技創新板日報(上海,研究員何綠恒)報道周五(26日),小米手機宣布小米11Ultra推出首款超快可充電硅氧負電池。小米表示,小米率先將新能源汽車的電池技術應用到手機上,通過負極添加納米硅材料,帶來了石墨理論克容量的10倍。

從去年開始,以蘋果為代表的消費電子產品制造商在汽車制造領域取得了長足的進步。其中,小米雖然最近才正式宣布造車,但受到的關注絲毫不亞于競爭對手。硅氧負極電池發布當天,小米與長城汽車聯合造車的傳聞一度導致其股價大幅波動。

需要指出的是,這次雖然新能源汽車充電技術只應用在手機上,但在一定程度上,小米也秀出了“肌肉”,證明其在電動車技術核心領域——鋰電池上早有儲備。

硅基陽極再生技術的核心氧化硅和硅碳有什么區別?

根據小米的介紹,這種快充技術的創新之處在于正極加入了納米硅材料,大大提高了理論克容量,而這也是近年來鋰電池行業技術創新的重要方向之一。對于投資者來說,硅基陽極并不陌生。

就在去年特斯拉電池日之前,特斯拉在官網劇透了硅納米線電池的負極材料,一度被認為是電池日最大的噱頭;今年1月,蔚來和廣汽發布的“150kwh固態電池組”和“石墨烯電池”的技術核心也是基于硅基陽極。

資料顯示,目前商用的負極材料主要是類石墨碳負極材料,其理論比容量僅為372mAh/g,嚴重限制了動力鋰電池的進一步發展。硅基陽極是理論性能最高的材料體系,理論比容量為4200mAh/g,是石墨的11倍。

值得注意的是,從小米快充技術的名稱——“硅氧陰極”來看,雖然本質上也是硅基陰極,但實際上與特斯拉、蔚來、廣汽新技術中主要使用的“碳硅陰極”代表了硅基陰極的兩條發展路徑。

2020年6月16日據新時代證券分析師凱報道,硅基負極材料的制備方法很多,制備工藝比石墨復雜,產品尚未達到標準化。目前商業化程度最高的兩種硅基陽極材料是碳包覆二氧化硅和納米硅碳,其優缺點對比如圖:

Tesla, Weilai, Great Wall, Future

從商業化的角度來看,目前較好的碳包覆低氧化碳產品,與石墨配合使用,容量可達450-500m Ah/g,可在鋼殼電池中循環1000-2000周,在軟包電池中循環500-1000周。

對于納米Si-C來說,商用軟包電池和方形鋁殼電池對膨脹仍然非常敏感,以至于納米Si-C材料仍然很難用在這類電池中。目前納米硅碳材料的主要應用領域仍然是圓柱形鋼殼電池,以18650和21700型號為代表。

中科院成都有機化學研究所謝博士去年3月接受行業媒體采訪時表示,碳硅陽極的循環壽命還是比較短的,所以一般用在3C電池上。硅氧負極主要用于動力電池。目前貝特瑞、杉杉、特斯拉都采用硅氧負極。

對比兩條路線,謝認為兩條路線都有很大前景,其中硅氧負極比容量高,作為電池性能適中,但碳硅負極循環壽命能達到1000次循環后,首次充放電效率強,也會有很大前景。

硅基負極電池性能的突破;國內龍頭企業已經量產供貨。

從整個硅基負極行業的發展勢頭來看,上述新時代證券的報告指出,近年來,隨著下游動力電池行業對高能量密度負極材料的需求不斷增加,未來硅基負極材料將快速增長。

據高工鋰電池預測,2022年硅基負極材料需求將達到2.2萬噸,2019-2022年復合年增長率為80%。目前硅基陽極穩定量產價格在10-12萬元/噸之間,價格按照年跌幅5%計算。到2022年,硅基陽極材料的市場空間有望超過20億。

CICC分析師李璇2020年9月8日報道硅基負極是提高動力電池性能的重要材料之一,但其核心技術難點在于控制硅材料膨脹造成的結構損傷,以及硅納米化技術壁壘高、成本高、產業化程度低的缺點。

需要指出的是,我國硅碳陽極材料的發展還處于初級階段,實際應用還比較少,整體市場產量較小。據產業技術研究院統計,2019年我國硅基(包括硅碳和氧化硅)陽極材料出貨量僅為3700噸,陽極材料中的磁導率約為1.4%。

公司層面,根據高工鋰電池的調研,國內能量產的企業不超過三家。其中,只有貝特瑞可以大批量供貨,并且已經進入松下的供應鏈,間接為特斯拉供貨。

Tesla, Weilai, Great Wall, Future

國內其他廠商處于R&D或小規模量產階段:杉杉的硅碳陽極產品小規模量產供貨,2017年底產能約4000噸/年;正拓能源2017年實現量產,產能4000噸/年;2017年,斯諾將少量供應硅碳負極材料。

CICC上述報告分析認為,硅基負極是提高動力電池能量密度的關鍵材料,預計未來其在電動汽車領域的應用將穩步提升。建議關注兩條主線:

1)有能力推動硅陽極發展并獲得市場份額的龍頭企業。關注:杉杉股份、普泰來;2)硅碳負極電池大規模應用的支撐材料、高壓電解液和添加劑。推薦:新宙邦;碳納米管用于改善機械性能和導電性。關注:天奈科技。科技創新板日報(上海,研究員何綠恒)報道周五(26日),小米手機宣布小米11Ultra推出首款超快可充電硅氧負電池。小米表示,小米率先將新能源汽車的電池技術應用到手機上,通過負極添加納米硅材料,帶來了石墨理論克容量的10倍。

從去年開始,以蘋果為代表的消費電子產品制造商在汽車制造領域取得了長足的進步。其中,小米雖然最近才正式宣布造車,但受到的關注絲毫不亞于競爭對手。硅氧負極電池發布當天,小米與長城汽車聯合造車的傳聞一度導致其股價大幅波動。

需要指出的是,這次雖然新能源汽車充電技術只應用在手機上,但在一定程度上,小米也秀出了“肌肉”,證明其在電動車技術核心領域——鋰電池上早有儲備。

硅基陽極再生技術的核心氧化硅和硅碳有什么區別?

根據小米的介紹,這種快充技術的創新之處在于正極加入了納米硅材料,大大提高了理論克容量,而這也是近年來鋰電池行業技術創新的重要方向之一。對于投資者來說,硅基陽極并不陌生。

就在去年特斯拉電池日之前,特斯拉在官網劇透了硅納米線電池的負極材料,一度被認為是電池日最大的噱頭;今年1月,蔚來和廣汽發布的“150kwh固態電池組”和“石墨烯電池”的技術核心也是基于硅基陽極。

資料顯示,目前商用的負極材料主要是類石墨碳負極材料,其理論比容量僅為372mAh/g,嚴重限制了動力鋰電池的進一步發展。硅基陽極是理論性能最高的材料體系,理論比容量為4200mAh/g,是石墨的11倍。

值得注意的是,從小米快充技術的名稱——“硅氧陰極”來看,雖然本質上也是硅基陰極,但實際上與特斯拉、蔚來、廣汽新技術中主要使用的“碳硅陰極”代表了硅基陰極的兩條發展路徑。

2020年6月16日據新時代證券分析師凱報道,硅基負極材料的制備方法很多,制備工藝比石墨復雜,產品尚未達到標準化。目前商業化程度最高的兩種硅基陽極材料是碳包覆二氧化硅和納米硅碳,其優缺點對比如圖:

Tesla, Weilai, Great Wall, Future

從商業化的角度來看,目前較好的碳包覆低氧化碳產品,與石墨配合使用,容量可達450-500m Ah/g,可在鋼殼電池中循環1000-2000周,在軟包電池中循環500-1000周。

對于納米Si-C來說,商用軟包電池和方形鋁殼電池對膨脹仍然非常敏感,以至于納米Si-C材料仍然很難用在這類電池中。目前納米硅碳材料的主要應用領域仍然是圓柱形鋼殼電池,以18650和21700型號為代表。

中科院成都有機化學研究所謝博士去年3月接受行業媒體采訪時表示,碳硅陽極的循環壽命還是比較短的,所以一般用在3C電池上。硅氧負極主要用于動力電池。目前貝特瑞、杉杉、特斯拉都采用硅氧負極。

對比兩條路線,謝認為兩條路線都有很大前景,其中硅氧負極比容量高,作為電池性能適中,但碳硅負極循環壽命能達到1000次循環后,首次充放電效率強,也會有很大前景。

硅基負極電池性能的突破;國內龍頭企業已經量產供貨。

從整個硅基負極行業的發展勢頭來看,上述新時代證券的報告指出,近年來,隨著下游動力電池行業對高能量密度負極材料的需求不斷增加,未來硅基負極材料將快速增長。

據高工鋰電池預測,2022年硅基負極材料需求將達到2.2萬噸,2019-2022年復合年增長率為80%。目前硅基陽極穩定量產價格在10-12萬元/噸之間,價格按照年跌幅5%計算。到2022年,硅基陽極材料的市場空間有望超過20億。

CICC分析師李璇2020年9月8日報道硅基負極是提高動力電池性能的重要材料之一,但其核心技術難點在于控制硅材料膨脹造成的結構損傷,以及硅納米化技術壁壘高、成本高、產業化程度低等缺點。

需要指出的是,我國硅碳陽極材料的發展還處于初級階段,實際應用還比較少,整體市場產量較小。據產業技術研究院統計,2019年我國硅基(包括硅碳和氧化硅)陽極材料出貨量僅為3700噸,陽極材料中的磁導率約為1.4%。

公司層面,根據高工鋰電池的調研,國內能量產的企業不超過三家。其中,只有貝特瑞可以大批量供貨,并且已經進入松下的供應鏈,間接為特斯拉供貨。

Tesla, Weilai, Great Wall, Future

國內其他廠商處于R&D或小規模量產階段:杉杉的硅碳陽極產品小規模量產供貨,2017年底產能約4000噸/年;正拓能源2017年實現量產,產能4000噸/年;2017年,斯諾將少量供應硅碳負極材料。

CICC上述報告分析認為,硅基負極是提高動力電池能量密度的關鍵材料,預計未來其在電動汽車領域的應用將穩步提升。建議關注兩條主線:

1)有能力推動硅陽極發展并獲得市場份額的龍頭企業。關注:杉杉股份、普泰來;2)硅碳負極電池大規模應用的支撐材料、高壓電解液和添加劑。推薦:新宙邦;碳納米管用于改善機械性能和導電性。關注:天奈科技。

標簽:特斯拉蔚來長城前途

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