锂电负极的下一次迭代,将从4680电池放量开始?( 二 )
当时正处于石墨取代MCMB的初期 , 市场仍以成本为首要考量因素 。 天然石墨与人造石墨理化特性差异没有那么大 , 因此市场更愿意接受性价比更高的天然石墨 。
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但到了2015年 , 天然石墨负极的占比就下降至55% , 并在2020年骤降至16%;人造石墨负极的市场占比则由30%一路提升至84% 。
为何人造石墨负极近年实现了对天然石墨的碾压之势呢?究其原因就在于迅速爆发的新能源汽车赛道 。
人造石墨负极具备长循环寿命和快速充放电两方面的优势 , 导致动力电池厂商一致选择价格稍贵的人造石墨作为主流路线 。
纵观锂电负极材料发展 , 哪一个锂电负极成为市场主流 , 主要取决于当时的应用场景 。 在基本性能得到满足后 , 负极厂商的核心竞争力不再取决于研发 , 而是如何降本增效 , 这也导致整个行业的企业出现大致趋同的盈利趋势 。
02特斯拉打开了负极“魔盒”
决定负极材料选择的是市场需求 , 而特斯拉的4680电池方案则有望打破长期以来市场对于负极材料的一致预期 。
4680电池带来的最大变化是什么?那就是相较于21700电池接近5倍的容量提升、6倍的功率提升以及16%的续航里程增加 , 很好的解决了当今动力电池续航里程不足的痛点 。
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一直以来 , 电动车都受困于动力电池能力密度过低造成的续航里程过短 。
此前 , 行业中主要将动力电池能量密度的提升着眼于正极材料的选择之上 , 但时至今日三元电池与磷酸铁锂依然存在着路线之争 , 显然对于正极行业中并没有形成一致性结论 。
特斯拉4680电池的意义在于 , 突破了电池厂商聚焦正极正极的传统思维 , 改为通过电池结构和负极来提升最大限度的扩充动力电池的能量密度和效率 。
对于石墨负极而言 , 目前高端产品的容量已经能够达到360-365mAh/g , 几乎达到理论容量372mAh/g的天花板 , 在动力电池能量密度已经不能够完美应付电动车需求的情况下 , 寻找更高克容量的负极材料就成为大势所趋 。
纵观所有负极材料 , 只有硅基材料能够显著提升负极的克容量 , 极有可能成为下一代负极产品 。 但同时 , 硅基负极也存在着致命缺陷 , 限制了这项技术的快速普及 。
首先 , 硅基负极膨胀倍数大 , 很容易发生变形 , 其次循环性能明显低于石墨负极 , 导电性还不太好 , 再加上居高不下的售价 , 导致这项技术迟迟难以获得下游厂商的青睐 。
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受制于这些缺陷 , 硅基材料很难在短期内快速单独应用于负极材料 , 目前行业中的解决方案是硅基材料复合石墨的方式 , 已经能够实现比容量突破400mAh/g的电池方案 。
034680电池引发的三重变局
特斯拉的4680电池方案 , 有望给锂电负极带来剧烈的三重产业变局 。
整个负极行业由石墨向硅基复合材料转变 , 这将是4680电池给锂电负极带来的第一重变局 。
在4680电池之前 , 硅基材料其实已经被部分厂商少量加入到负极方案中 , 如特斯拉Model3的21700电池负极中 , 就添加了5%的硅基材料 。 数据显示 , 2020年国内硅基材料出货量仅0.9万吨 , 行业渗透率仅约2.5% 。
但4680电池的出现 , 有望带动市场对于硅基负极的需求 , 整个硅基材料在负极中的渗透率有望提升一倍 。
硅基材料渗透率提升背后 , 核心导电剂碳纳米管可能成为另一受益材料 , 这是4680电池带来的第二重变局 。
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