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新能源车涨价背后:锂电池赛道开启“硅基”下半场

2022-10-19 21:02:04 6073

摘要:【能源人都在看,点击右上角加"关注"】来源 | 心能源车资讯 3月以来,超20家新能源车企陆续宣布涨价。追根溯源,除受2022年补贴退坡30%影响以外,上游动力电池原料价格飙升导致生产成本暴增,实为新能源产业下游“涨啮城郭”的绝对因素。 自...

【能源人都在看,点击右上角加"关注"】

来源 | 心能源车资讯

3月以来,超20家新能源车企陆续宣布涨价。追根溯源,除受2022年补贴退坡30%影响以外,上游动力电池原料价格飙升导致生产成本暴增,实为新能源产业下游“涨啮城郭”的绝对因素。

自2021年新能源汽车在政策和市场的共同驱动下,进入爆发式增长阶段,其市场结构也从“哑铃型”加速转化为“纺锤型”。从「L2辅助驾驶」「三电系统」到「磷酸铁锂」「三元锂电」……新能源用户知识普及、市场培养甚至文化升维的目标基本达成,“老司机”摇身变成“弄潮儿”,新能源产业从上到下,一并陷进内卷的漩涡。

其中最“卷”的当属新能源汽车C位零部件——锂离子动力电池(锂电池)。本轮涨价潮的始作俑者“镍”也正是用来制造三元锂电池正极的核心原材料之一。“镍”资源涨价使三元锂电池制造成本上涨,直接导致例如特斯拉、理想one等采用三元锂电方案的中高端车型的电池采购成本飙升,不得不涨价。另一面,在市场上与三元锂电池分庭抗礼的磷酸铁锂电池由于竞品涨价,需求量激增、供不应求,从而相应涨价。

其实,涨价与内卷并不可怕,可怕的是价不符值、名不符实。

表面上看,新能源车涨价与「锂电池原材料涨价」和「锂电池产品内卷」脱不了干系,实际分析其原因,是锂电池赛道久困于内卷,缺乏创新所致。锂电池下游成本压力陡增,向上游延伸稳定原料供应、平衡供需关系已迫在眉睫。

唯有一场颠覆式的技术变革,方能破局。

向内卷妥协的“锂电正极”

回顾改革开放四十年,高新技术产业基本都是中国在追赶西方,但锂电池是少数几个赶上发达国家的领域。究其原因,一是起步不晚;二是国家重视和战略保护;三是国内市场足够庞大;四是仰仗一批有抱负的技术专家和有干劲的企业家合力突围;五是电池技术没有尔定律,先发企业并不会因为时间长度增加而拉开差距。

然而,随着智能时代的开启,作为现代高性能电池的代表,锂电池不仅成为了日常生活中不可或缺的“隐形电器”,也成为了各类电子产品以及电动汽车的掣肘。

如今,一提到新能源,就会不自觉地想到电动汽车;一提到电动汽车,就绕不开锂电池。以应用在电动汽车上的动力锂电池为例,为人熟知的有两种:「磷酸铁锂电池」「三元锂电池」。

众所周知,锂电池有四大关键材料,分别为:正极材料、负极材料、电解液以及隔膜。在锂电池总成本中占比40%的「正极材料体系」主要分为钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元锂(镍、钴、锰)等多种技术路线。

换句话说,「磷酸铁锂电池」与「三元锂电池」的内卷实为锂电池“正极之争”。选择哪种正极材料更好,是目前锂电池赛道内卷的核心问题。

比如,日本和韩国追求能量密度更高的三元锂电池,他们认为这种电池能量密度更高,续航能力更强,但潜在安全风险稍高,包括特斯拉、宝马这些整车厂用的都是三元锂电池。而中国和美国则一度倾向于磷酸铁锂电池,在相对安全的基础上想方设法把能量密度提上去。

比如,比亚迪的刀片电池就是通过异构化的电池包提升了磷酸铁锂电池的续航能力和安全性,但材料上限决定了性能上限,技术的改进并不能使其在续航能力上全方面超越三元锂电池。另一边,宁德时代也有CTP技术弥补三元锂电池的短板,该技术不仅能够进一步提升能量密度,也能间接弥补三元锂电池成本偏高的弊端。不过三元锂电池安全性较弱的缺点也很难通过后续的设计来弥补。

即便二者各具特色且长期存在技术路线的分歧,也抵不过供不应求的火热现状。

数据显示,我国市场2月份动力电池产量为31.8GWh,同比增长236.2%。其中,三元锂电产量11.6GWh,占总产量36.6%,同比增长127.2%,磷酸铁锂电池产量20.1GWh,占总产量63.1%,同比增长364.1%。装车量方面,2月三元锂电装车5.8GWh,同比上升75.6%,磷酸铁锂电池装车7.8GWh,同比上升247.3%。

在动力电池行业内卷的大环境下,锂电池「正极」材料的发展显然接近于瓶颈,两种策略仍将并存发展,谁也灭不掉谁。要想真正掌控新能源汽车产业链话语权,锂电池赛道亟需转向新的核心技术,创造新的“风口”。

下一个“风口”——“锂电负极”

锂电池作为一种二次电池(充电电池),其主要依靠「锂离子」(Li+)在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中,「Li+」在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电时,「Li+」从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。因为负极对锂电池充放电效率、能力密度等性能起到决定性作用,实现储能的目的。因此,在某种程度上,锂电池负极比正极更为关键。

锂电池负极材料主要被分为「碳材料」与「非碳材料」两类。

碳类是指“碳基”体系,主要包括中间相碳微球、石墨和硬碳。市场化应用程度最高的为石墨类负极材料,其中人造石墨、天然石墨均为主流。由于人造石墨在循环性能、安全性能、充放电倍率等性能表现上均优于天然石墨,且成本与克容量均与天然石墨接近,成为目前锂电负极材料的主流选择。

从市场竞争格局来看,杉杉股份无疑是国内人造石墨的领军企业,更是国内唯一布局正极、负极和电解液,实现锂电池负极等关键技术国产化的锂电材料龙头。

目前杉杉股份已拥有负极产能12万吨,石墨化产能4.2万吨,正建设负极一体化基地,扩充石墨化产能——已启动内蒙古包头年产10万吨负极材料一体化项目二期项目建设;投资约80亿元建设的四川眉山20万吨锂离子电池负极材料一体化基地项目也已开工。

据ICC鑫椤资讯发布的《2021年锂电负极材料市场年度报告及展望》显示,杉杉负极全球市占率持续领先,人造石墨负极材料出货量超越江西紫宸,夺回全球第一。

同时,在原材料方面,杉杉负极也与包括中国石油在内的国内顶尖原材料供应商建立了战略合作关系,保证针状焦、石油焦、煅后焦等负极原材料供应安全和成本优势。

行业报告显示,全球锂电负极需求旺盛,而锂电负极市占率全球第一的就是中国,且仍然处于供不应求状态。2021年中国负极材料产量为81.59万吨,同比增长76%。全球负极材料产量为88.27万吨,同比增长63%;中国负极材料全球市占率进一步攀升,从85%提升至92%。

对比内卷严重的锂电正极,锂电负极更像是一片蓝海,只等有风吹过。

硅基负极引领变革

居安思危。即使下游需求持续景气,即使赛道高速发展,锂电负极若想真正扛起新能源行业的未来,却仍有赖于技术突破。

较具应用前景的下一代锂电负极材料,是「硅基负极」,它具有能量密度高,原料分部广泛,放电平台合适等优点。是未来最可能大规模应用的新型负极材料之一。

目前,「硅基负极」主要应用于动力电池、消费电池市场。以动力电池为例,2021年我国动力电池出货量为220GWh,同比增长175%,实现超预期增长。预计我国2022年动力电池出货量将达到450GWh,全球动力电池需求将超650GWh。受锂电池市场,尤其是动力电池市场增长带动,「硅基负极」需求将进一步增加。

过去几年,受制于产品售价较高、配套产业链不成熟等原因,「硅基负极」产业化进展不及预期。但2021年以来,特斯拉、宁德时代等企业相继开始量产使用硅碳负极的动力电池产品,部分负极企业也开始投资建设硅碳负极产线。

杉杉股份于2021年落地一条行业尖端的高首效硅氧负极材料量产线,年出货量在千吨级别,且目前该产品已在消费类市场实现批量应用,在动力电池应用领域,已经通过多轮评测。

值得一提,杉杉股份是目前极少数能批量出货「硅氧负极」的企业之一。

技术方面,杉杉股份「硅基负极」以「氧化亚硅」为主,且已掌握「硅基负极」材料前驱体批量化合成核心技术,有效提升其锂电负极材料的比容量和附加值,制成材料已经通过下游核心客户测试。预锂化硅材料嵌入均匀性技术瓶颈已突破,目前处于海外主流客户测试第一梯队。

同时,杉杉股份亦在持续推进「纳米硅」的研发。相较「纳米硅」,「氧化亚硅」其单体容量相对较低,但由于硅材料颗粒更小、分散更加均匀且材料结构更加致密稳定,且膨胀较低,因此拥有较好的长循环稳定性。

技术进步有多快,市场需求就有多大。在供给与需求双向驱动的当下,「硅基负极」肩负着引领锂电池行业创新发展的使命,承载着锂电池赛道光明的未来。

一场关于锂电负极颠覆性的技术变革即将到来。

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