负极石墨化降本提质如何“过关”?
数据来源: 高工锂电
发布时间:2022-10-25

“警惕产能过剩”是今年以来市场释放给负极企业的讯号。高工产业研究院(GGII)预计,2022全年负极材料出货量有望超120万吨。市场规模扩大,新玩家不断入局,但市场集中度逐年攀升,GGII数据显示,2022H1中国负极材料行业CR3(concentration rate集中度)为55%,CR6为82%。对比2021年,CR3大幅上升。

价格上,尽管仍有小幅上涨的趋势,但这是源于上游原材料成本上涨和部分电价优惠取消。反观供应端,据高工锂电不完全统计,2022年上半年,负极材料投扩产项目29个,涉及规模400.6万吨,金额达885.1亿元。供需不对等的压力下,降成本、提质量,增强产品竞争力,成为负极企业共识。

降本提质迫在眉睫,面对这道关卡,负极企业该如何破局?2022年10月10--11日,2022高工锂电材料大会在成都召开。在【纽恩泰】冠名的“大产线 大装备 大升级”专场上,欣源股份总经理助理薄文杰分享了“负极欣欣向荣,一体化构建欣源护城河”主题演讲。

石墨化影响负极质量核心指标

石墨化是负极材料的核心工序,是将热力学不稳定的碳原子向石墨晶体结构有序转化的过程。

在应用上,这道工序影响负极材料的克容量、首效、压实密度、比表面积、一致性以及颗粒形状,进而影响电池性能。

薄文杰说:“负极材料做得好不好,石墨化见真章。”例如影响锂离子可逆脱嵌的比表面积,在石墨化的降温过程中,若降温速度过快,则会导致材料表面氧化,比表面积增加。包括比表面积在内,克容量、首效、压实密度、一致性皆为电芯厂的重点关注指标,这些指标情况皆与石墨化息息相关。他强调,原料端的选择能决定产品各项指标的上限,产品的下限则由石墨化的加工过程决定。

连续石墨化加工未来可期

石墨化加工方式主要有四种,艾奇逊炉、厢式炉、连续石墨化以及委外代工;按照加热方法不同,石墨化主要有间歇式和连续式两种生产工艺。其中,艾奇逊炉为目前主流的加工方式,属间歇式加工。目前,该方式是可量产的加工方式中能尽可能地兼顾产品稳定性、产量以及降低加工能耗。GGII预计,未来3-5年,艾奇逊炉工艺仍将是负极石墨化主流工艺。

另一种间歇式加工为厢式炉加工,该方式尽管因炉内空间使用效率高,在降能耗上有更加优异的表现,但在出品质量不如艾奇逊炉出品稳定。

区别于以上的间歇式工艺,连续式石墨化加工则在能耗、质量甚至产能上都有不俗的表现,但该工艺需实现连续石墨化升温至2800摄氏度以上,且生产过程密闭杂质气化易使炉内压力过高,量产工艺仍需突破。薄文杰指出,因连续石墨化降本提质的表现优异,尽管目前难以批量使用,连续石墨化仍是各大负极厂商未来的发展方向。

负极一体化布局稳固护城河

今年以来,我国各省市出台了有关能源消费总量和强度的双控政策,包括内蒙古在内等石墨化产能集中省份能耗管控力度加大,企业愈发重视谋求高自供率以应对外部环境的不确定性,加快了一体化布局的脚步。

在会上,薄文杰表示,欣源股份在建项目已配套石墨化全产业链生产线,且在今年3月,公司拿到10万/年负极一体化能评,预计2023年产能可达12吨/年。

值得一提的是,欣源股份预计在年后投入使用上游原料生焦预碳化,完善一体化链路,进一步实现降本。

目前,欣源股份在快充动力电池储能电池及电动工具和无人机三大应用领域皆有布局,对应负极材料具有快充、长循环及高倍率的特点。同时,公司在硅基负极的研发持续推进,预计在2023年中后期实现量产。

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