负极突破主基调:研制更高比容低成本的材料

负极的格局相比正极的格局更加清晰,传统的石墨负极仍然是主流的应用产品。但是更高比 容负极的开发对于未来先进电池体系的推进仍然是有必要的,硅基负极、金属锂负极是研发 的热点。总体来说,负极的开发方向是低成本、高比容。

我们认为,碳材料无论是当下还是未来,仍然是重要的负极基体,在实现更高比容负极的过 渡阶段,碳材料的加入不仅能够起到提升导电性的作用,也是重要的承载物质。在中期的产 业应用上,硅基负极则具备较大的推广可能性,特斯拉的硅碳负极已经实现商用,但并非完 全的硅负极,为将硅的性能更完全的释放,仍然需要通过材料改性等手段持续开发;长期来 看,金属锂负极因高比容低电位而具有应用潜力,但是在动力领域所面临的困难需要较长时 间来解决,如锂枝晶带来的安全风险等,因此金属锂负极可能中短期在无人机等细分领域进 行推广商用,在渐进式的演进前提下,在车用动力领域预计还需 5-10 年的产业化过程。

负极当下格局:碳基是商用主流,钛酸锂因高安全应用于细分领域

负极是储锂的主体,其中碳材料是负极商业化应用中的首选与主流。锂二次电池负极材料在 充放电过程中实现锂离子的脱嵌,选用时遵循比容高、电势低、循环性能好、兼容性强、稳 定性好与价格低廉等原则。理论上,金属锂因低电势和高比容是理想的负极,但活性锂与锂 枝晶等带来的安全问题阻碍其发展。碳材料因价格低廉、为层状晶体带来较高比容量(LiC6 理论比容为 372mAh/g)、循环性及安全性好,取代金属锂作负极,推动锂二次电池商业化。

碳基材料种类繁多,当下负极材料中人造石墨和天然石墨是主流产品。若按照结构划分锂离 子电池碳材料,包括石墨、非石墨与掺杂型碳,石墨类又可分为天然石墨、人工石墨、中间 相碳微球等。天然石墨成本低、技术成熟度高,但首效较低、倍率性能较差,主要用于消费 类电池。人造石墨则一般采用致密的石油焦或针状焦作前驱体制成,避免天然石墨的表面缺 陷,首次效率与倍率性能提升,因此在动力领域份额不断扩大。据 GGII,2020 年中国锂电 池负极材料出货量 36.5 万吨,同比稳健增长,其中人造石墨占比 84%,份额逐年提升。

石墨类产品应用中存在缺陷,通过改性来提高产品性能。如天然石墨存在表面缺陷多、各向 异性容易析锂等问题:(1)针对其表面缺陷多、电解液耐受性差的问题,采用表面活性剂、 包覆等方式进行改性,提高部分性能;(2)针对其强烈各向异性的问题,工业生产中常采用 机械处理的手段对颗粒形貌进行球形化整形,处理后粒径 D50 范围 15~20μm,首效和循环 性能明显改善。人造石墨因各向异性导致倍率性能、低温性能差,充电易析锂的问题,其改 性不同于天然石墨,一般通过颗粒结构重组降低石墨晶粒取向度。

具备某方面突出性能优势的负极材料如钛酸锂,可满足特定需求,适合在部分细分领域应用。嵌锂碳材料因本身理化性质具有以下缺陷:(1)形成 SEI 膜,循环过程中造成 Li+损耗与碳 材料结构的破坏;(2)析出锂枝晶,增加安全隐患。在公共交通领域电动化进程中对安全性 的诉求落实到负极材料,需要负极电位稍正于碳、更加安全可靠。尖晶石型钛酸锂(Li4Ti5O12) 因具备突出的安全性能优势,在公共交通领域有一定应用:

“零应变材料”,结构稳定。在循环过程中,锂离子逐渐嵌入,最终形成深蓝色的岩盐相 Li7Ti5O12,晶胞参数由 0.836nm 变为 0.837nm,体积变化小于 0.2%,“零应变”下材料 结构稳定,循环性好;
嵌锂电位高,不易引起锂枝晶。钛酸锂嵌锂电位为 1.55V,高于锂离子的还原电位,因 此不易产生锂枝晶,提升安全性;

不生成 SEI 膜,再次提高安全性。因高于电解液的分解电压而不会生成 SEI 膜,没有 SEI 膜被破坏脱落的隐患;

循环过程中锂离子扩散系数也高于碳负极体系,因此是具备高循环优安全的负极材料。

钛酸锂劣势明显,克容量低、倍率性能差、成本高等问题限制更大范围的使用。(1)材料理 论克容量 175mAh/g,电压平台较低,因此比能量较低;(2)导电性能差,导致其在大电流 放电条件下极化严重,容量衰减快,倍率性能差;(3)吸湿性强,导致高温产气严重,高温 循环性能差;(4)材料制备工艺复杂,成本高,电芯成本是相同能量 LFP 电池的 3 倍以上。

钛酸锂改性方法多样,但往往无法保持综合性能,有待更深入开发。(1)改善材料形貌尺寸, 如颗粒纳米化、球化、多孔化等,缩短锂离子进出路径,提高比容量,但易造成与电解液的反应而形成 SEI 膜;(2)金属掺杂后的改性材料导电性提高,但循环稳定性可能会降低;(3) 表面改性如碳包覆技术,可以提高电子电导率,但包覆后锂离子会在脱嵌过程中受到一定阻 碍。综合看,寻找合适的离子、适当的掺杂比例、改性技术的结合是未来工作的重点。

现有负极比容已接近上限,高比容潜力负极中硅基优势显著

高比能诉求下,现有商用负极难以满足需求,需要以更高比容的材料替代。(1)市场上的高 端石墨比容可达 360-365mAh/g,已接近理论上限,而钛酸锂等本身理论比容较小,因此均 难以满足更高比能的需求。(2)商业化负极尤其是碳负极材料,因嵌锂电位低,在循环过程 中可能会形成锂枝晶而引起电池短路。需针对问题开发更高比容的新型负极材料。

在众多可选的新型负极材料中,硅基材料是较具开发潜力的类型。高比容非碳负极包括锡基、 硅基、氧化物、过渡金属氮化物以及金属锂负极等。比较理化性质,硅基具备应用优势:(1) 按照理论比容排序,硅基负极可达 4200mAh/g,而其他负极大部分在 900mAh/g 左右;(2) Si 的嵌锂电位高于碳,析锂风险小;(3)Si 与普遍应用的电解液反应活性低,嵌锂过程中不 会引起溶剂分子与 Li+共嵌入的问题;(4)Si 是地壳中第二丰富元素,价格低廉。

硅基负极的规模应用需解决体积效应等关键问题:(1)巨大的体积变化带来材料的粉化与电 极的破坏。硅与锂的合金化反应使硅发生 1-3 倍的体积膨胀,材料产生裂纹直至粉化,带来 容量的快速衰减,较大的应力下影响结构稳定性,安全风险提高;(2)体积的变化使 SE I 膜 出现破裂与生成的交替,消耗活性物质与电解液,导致电池的内阻增加和容量的迅速衰减;(3)硅的导电性差,在高倍率下不利于电池容量的有效释放。

针对硅基负极的改性研究集中在解决体积效应、维持 SEI 膜稳定和提高首效三个方面。优化的方向包括:(1)硅源的改性研究。即通过制备纳米硅、多孔硅或合金硅的方式改善电化学 性能,但同时也会面临工艺的复杂性等问题;(2)制备复合材料。如制备结构稳定的硅碳负 极,提高导电性,增强机械强度。在开发过程中,碳源选择和结构设计是造成性能差异的关 键;(3)制备氧化亚硅(SiOx)材料。作为石墨与硅的折中方案(比容 1500mAh/g 左右), 材料体积膨胀大大减小,循环性能提升,但首效较低也限制在全电池中的应用。

硅基负极产业化持续铺开,“硅基时代”临近

硅基负极研发集中度高,中国、日本、美国和韩国为主要申请国。统计 2000-2019 年 6 月与 锂离子电池硅基负极相关的专利数量,共计 28131 件,其中中国、日本、美国、韩国分列前 4 位。但日本、韩国和美国注重海外专利布局,中国申请人主要在国内进行专利布局。

日本申请人具有一定优势,中国申请数量大,但仍需进一步发展。统计前 100 名国际申请人 的国别,日本共有 35 家,且不同排名阶段的数量都占据绝对优势,主要有松下、索尼、日立 等。韩国则主要由三星和 LG 化学申请。中美分别有 23 家和 18 家申请人进入前 100 名。在 中国国内专利申请排名前 20 的申请人中,国外申请人依然占据较大比重,尤其是日本。中 国的企业中,比亚迪、贝特瑞、ATL 和万向集团进入前 20 名。

硅基负极产业化持续铺开,推动电池产品性能提升。特斯拉已将硅碳负极应用于 Model 3, 在人造石墨中加入 10%的硅,负极容量提升至 550mAh/g,单体能量密度达 300Wh/kg;日 本 GS 汤浅公司的硅基负极已成功应用在三菱汽车上。中国方面,宁德时代、国轩高科、万 向集团、比亚迪等正在加紧硅负极体系的研发和试生产。负极企业贝特瑞已实现硅碳负极量 产并为松下配套部分材料,杉杉股份、江西紫宸等具备小量试产能力。CATL 的高镍三元+硅 碳负极电芯比能达到 304Wh/kg,力神的 NCA+硅碳负极电芯也已达到 303Wh/kg。

产业化进程中,材料成本和生产工艺是两大制约因素。尽管硅基负极材料的性能在持续提高, 但在优化材料性能之外,还要考虑到制约产业化的其他因素:(1)材料成本:各家工艺差别较大,产品尚未达到标准化,导致价格较高。此外制备过程中常用到纳米硅粉,其生产对设 备要求高、能耗大,因此增加成本;(2)生产工艺:制备工艺较为复杂,有待成熟,并且所 匹配的主辅材对负极性能发挥影响大,相应的工艺也需要进行优化改善。

广汽应用新型硅负极材料,推动续航再上台阶。2020 年 7 月 28 日,广汽集团宣布采用新型 硅负极材料的方形硬壳电芯比能达到 275Wh/kg,将使电动车续航突破 1000km。2021 年 4 月 9 日的广汽科技日再次强调长续航技术将于 2021 年量产,采用海绵硅负极片电池技术使 电芯比能超过 280Wh/kg(未来提升至 315Wh/kg),同时解决硅材料膨胀问题。这将是全球 首次将新型硅负极材料应用到大型动力电池电芯产品,使硅材料的动力领域实用化更进一步。

来源:DT新材料

新材料智库

《真正男子汉3》官宣回归,拟邀嘉宾全是当红明星,两位哥哥入选芒果台曾推出多档优质综艺,可惜因为各种原因相继停播。继年初《百变大咖秀》复播之后,又有一档昔日的王牌真人秀确定回归,那就是《真正男子汉》。29日“湖南卫视招商推广会”如期举行,会上推介了一批剧集和综艺。其中最大的惊喜当属《真正男子汉3》正式官宣,新一季改名为《烈火雄心》,由李超团队一手打造。六年前,《真正男子汉第一季》开播,真实又热血的军队生活打动了不少人。次年底顺势推出了第二季,收视率再进一步,多次拿到同时段第一名。时隔五年,《真正男子汉》终于回来了,对喜欢这档真人秀的观众来说无疑是一个好消息。据悉本季将聚焦消防员的成长,现实版《他从火光中来》颇值得期待。为了提前给第三季造势,芒果台还放出了拟邀名单,清一色全是大众熟悉的当红明星。女艺人方面,沈梦辰是第二季成员,金晨、谭松韵、杨紫、赵露思都是当下剧圈炙手可热的小花。五位拟邀的年轻男艺人是李易峰、张艺兴、邓伦、刘昊然,还有王一博,都有着相当高的人气,刘昊然还是华语影坛“百亿俱乐部”的成员。另外三位获邀的嘉宾同样来头不小,王宝强就不多说了,跟刘昊然一道参加过第一季,不知此番“舅甥组合”能否再度合体。《披荆斩棘的哥哥》作为今年最火爆的综艺,众位哥哥热度正高,自然成为各大卫视和平台争相邀约的对象。至于尹正,过去一直给人“喜剧人”的印象,擅长搞笑、耍宝,严肃起来反倒有一种反差萌。如果真能请来上面这些当红艺人和大咖,收视率不用担心了,话题度势必爆表。但明眼人一看便知不过是芒果“溜粉”的惯用手段罢了,可信度并不高。《真男》、《舞蹈风暴2》、《向往的生活6》、《国风唱将》都提到了张艺兴,王一博也有两档受邀,真真是逮着这俩人可劲地“薅羊毛”。《真正男子汉3》明年回归,大家期待哪些明星加盟呢?前两季之所以获得成功,贵在一个“真”字。希望第三季能保持这一优良传统,不要安排剧本,别整幺蛾子,给观众带来更多感动和正能量。

天能重工电话会议交流纪要20211102

基本情况:
● 06年成立,16年上市,传统塔筒业务,后面做了产业链的延伸
■ 塔筒制造业务,产能,加上在建的,一共63万吨(包括海上);其中在建8万吨
■ 海工业务,从北向南,比较完善的布局:大连,有个造船厂,8万吨;江苏,18年开始建设,10万吨;广东汕尾,今年5月投产,10万吨>>海工28万吨
■ 新能源业务,积极进行拓展,并购了几个风电场,跟地方政府签协议,德州自己申报项目,2期100MW;内蒙10MW;去年今年,跟风资源比较好的地方,内蒙,东北,签协议,陆续进行项目申报;武川项目,150MW,纳入核准。新能源是未来比较大的发展板块
● 2020年,控股股东变更,珠海港集团成为控股股东;珠海港集团赋能,资金支持,各方面的对接。对整个公司,有一个提升
■ 珠海港集团对公司业务规划定位,能源产业发展平台。尊重原来的管理团队和发展思路。民企的灵活和国企的优势

Q:Q3业绩情况
● 行业上,产能发货量比较低
● 今年的增长,同比相比去年,因为有新项目并网
● Q1-Q3风电场的利润来看,因为有季节性,冬季春季风资源比较好
● 总体上看,新能源业务,GPM,发电业务收入,向好的状态
● Q3收入20亿,2.8亿NP。Q3主要靠的是
● Q3珠海港集团定增资金到位
● Q1-3风机塔筒产量22万吨,交付20万吨,在手订单37.5亿

Q:塔筒业务的经济性,10万吨投资1亿,800/吨的吨净利,1年多就能回本?行业中新产能/新进入者多么?
● 塔筒行业,分路上塔筒和海上塔筒。成本造价不一样,如果投资海工基地,1亿不够,天能的广东海工基地要2亿
● 路上塔筒产能提升快,规划到放量只要1年左右的时间。每一家公司对自己的定位不一样
● 天能主要看中运输半径,单个规模不大,但是布局多。内蒙,有3个地方的产能,兴安盟,包头,沧州。单体工厂体量不大。实际产能有弹性。运输上确保运输成本低一些。也跟地方政府有一些资源协议。武川,150MW,也是这样的
● 如果行业是大发展,小厂有生存空间。行业发展而言,还是头部集中的趋势。建设风电场,都是大央企,看重资质
● 之前出现过,钢价大涨的时候,小企业接单,但是不生产违约,出现过这种情况。头部企业,都是更加有信誉的
● 头部企业的技术经验和客户关系,集团化发展的思路,是比较有优势的
● 大家对头部企业,要求一些资质
● 行业大发展,小企业也会拿到一些订单;钢价波动时候,小厂应对能力差

Q:后续还有新的塔筒/海工业务规划么
● 扩产计划,根据市场情况
● 风电在十四五期间有比较大的发展
● 一共13个基地,3个海工,9个路上,还有一个锚栓的基地
● 后面可能会根据市场情况布局。提前布局,一年多时间,就可以完成工厂建设,是比较便利的
■ 陆丰二期,看整体提供的资源
■ 路上也根据市场情况考虑,内蒙在建没有投产,包头工厂

Q:客户的构成?
● 央企,五大四小为主;中广核占比比较大,合作比较密切,其他,华能等,也都有合作
● 业务面是比较广泛的

Q:市场份额目标
● 行业没有同意的标准,尽量多拿订单,保持头部企业的状态
● 具体的份额没法详细表述

Q:产能利用率能达到多少
● UTR,有弹性的,10万吨可以做到15万吨,也是可以做到的,看班次/生产线优化

Q:H1塔筒收入下降,大金等是上升的,下降的原因是什么?
● 侧重不一样,大金,天顺,泰胜,有出口业务;海工业务起步也比较早;天能19年开始做海工业务
● 路上,经历2020年抢装,要货交货量比较少

Q:实控人变成珠海国资委的原因
● 风电新能源转型,5w kw的投资,需要3-4亿
● 20年,资产负债率上升快,超过70%;做大做强,需要国资的支持;当时资金成本也比较高。光伏,风电,大部分做的是融资租赁,成本远高于银行
● 珠海港集团,往新能源业务发展的诉求;天能重工是塔筒的头部企业,两家有一致意向
● 珠海港进来之后,定增10亿,融资成本下降很快

Q:Q3收入加速的原因
● 交货量有比较大的提升,新能源业务,同比增长大

Q:老股东减持?
● 今年没法减了,到额度了

Q:海山塔筒,比路上塔筒,同MW的风机,用量多多少
● 不是简单可比,路上3MW,重量200-300吨;海上包括塔筒和筑装
● 海上8MW机型,塔筒+筑装一共2300吨左右,不是直接可比的
● 远海会有漂浮式的

Q:路上3MW到5MW,塔筒用量
● 不是同比例的关系
● 根据业主选择的机型,机型技术要求,进行生产设计;2.5MW到5MW,会增重,但不是等比例的关系
● 5MW有的300多吨
● 未来研究混凝土塔的技术;建设成本略高一些,发电效率比较好的提高;纯钢塔,140米,偏幅1-2米;混塔的偏幅小

Q:今年新增并网项目?
● 今年新并网一个10MW,存量500MW
● 在建:武川150MW,东北还有几个小项目;武川项目还没有开工建设,明年建设

Q:塔筒业务的核心竞争力
● 技术门槛比较低,但也不是没有技术门槛,头部企业有自己的知识产权和专利技术
■ 未来风机大型化,对焊接工艺等,要求比较高
■ 壁垒不高,但是也是有的
● 先发优势,跟大企业合作,质量,交货能力,信誉度,软实力;大企业有全国配套的优势
● 地方政府合作的渠道通畅,塔筒业务跟风场建设结合
● 珠海港集团,对各方面的赋能

Q:塔筒未来发展趋势
● 业主如果看中后期的发展,混塔会比较受欢迎
● 塔筒也不是越高越好

Q:今年明年出货量预期?
● 去年,40万吨;今年目标持平

Q:投标吨净利的目标
● 行业是成本加成,不同时期,不同地区,成本加成不一样,800-1500。各个地区不一样

Q:塔筒招标价格
● 相对比较稳定,从9k到1.1w

Q:出货量里海上的占比
● 去年占比小,今年海风能占到一半;去年差不多10%

Q:海上获取订单跟友商的对比表
● 每家优选的合作伙伴不一样,都是招投标,有些有局部的优势

Q:塔筒同质化,低价竞争?
● 要有合理的价格
● 行业大发展,理性竞争;天能不会做价格战
● 头部企业有比较稳定的订单来源,不会恶意竞争

Q:海风塔筒的吨价
● 海上略高一些,防腐,工艺,比路上要求高。#股票#


发布     👍 0 举报 写留言 🖊   
✋热门推荐
  • 图一刚剪,我开心的不得了,什么绝世美女,omg太美了,太舒服了,短发真的好有气质,用飘柔就是这么自信。图二就是第二天以后,2个月都是这种的,往外翘,像葫芦娃里面
  • 这是我看过筛选老公媳妇最接地气,最有道理的回答了,没什么高大上的女人味,男人的霸气之类的摸不透的东西,真的是过日子相处过程中一些品性直接导致伴侣的感觉极其不爽和
  • 据报道称,何超琼在法庭上指何鸿燊遗产“至少17亿元”不过需要由遗产管理人去确认。判决书还提到,何鸿燊逝世后,何家成员在7月份经过商议后,同意设立机制处理遗产,何
  • 晚上和老罗,聪哥,朱哥吃了宵夜,一起聊天很开心,感觉大家离开学校了变化都还蛮大的,成熟了不少生活中都以挣钱提升自己为中心了还会聊到成家立业会聊到过去那些快乐时光
  • 说是青春之旅 还更多还是女主对男主的救赎之旅 女主向男主告白那段还让我挺有代入感的唉虽然现在也想不起来了 幸好男主最后选择放过自己放过回忆了否则我辱骂他一百
  • #AW2022深圳时装周##时尚元宇宙##深圳时装周#/4月22、23日|Soi Bar |#xiuzhen现场# (北京东城区花园前巷乙8号-X)#xiuzh
  • 保护好他,保护好自己[抱抱][抱抱]【 早 安 】今 日☔️早起的我,读了,写了工作笔记给儿子做了早餐(蛋炒饭)给自己磨了咖啡☕️。ps: 从昨天花盆姐发的三
  • 更新2022新置顶1.永远不要把工作的难过带到下班2.希望皮皮新的一年能够每天开心一点点 工作顺利 今年会是非常非常困难的一年(工作非常有压力 希望也能顺顺利利
  • 确诊病例5、6:分别为确诊病例3的公公、婆婆,均已退休10月27日至11月10日,曾有一次到小区附近的物美超市购物,平时多数时间居家或仅在小区内散步。14:00
  • [哇]3.瓦总要离开了,一个精通英语普通话粤语的马来西亚女强人,听惯了她像妈妈一样的碎碎念,以后会很不适应吧[苦涩][苦涩][苦涩][苦涩]这两年她扛起了整个团
  • 引领全球潮流的室内设计杂志(二)城市艺库 | 不拘框架的家关于热爱关于美学的小众杂志,说不定你会在这些图文之间,获得一些与众不同的生活灵感,以及在信息洪流中找寻
  • 农民工的子女受教育也是一个问题,在城市里入学难,即便是入学也受到当地人的歧视,所以后来才有了农民工子弟学校。可以说每一座城市的焕然一新都离不开农民工,农民工为城
  • 可是,人在欲望的驱使下,总是费尽心机,不择手段,永无止境地追求“得到”的满足,这是世间很难觉悟的事情了。福祸无门总在心,作恶之可怕,不在被人发现,而在于自己知道
  • #防胃癌得先治胃炎#  研究发现,几乎所有的人都会有或轻或重的胃部疾病,在胃镜下表现为不同程度的慢性浅表性胃炎。经住院治疗很不理想,且又花不起那么多的钱,所以自
  • #随笔# 以前更年轻的时候我以为只要有爱就够了,爱可以阻挡一切,年纪越大越发现,其实爱能解决的事太少了,社会舆论,世俗眼光,人心叵测,天灾人祸,生死离别,靠爱,
  • 张哲瀚zzh 一生要强的腰细腿长又嘴硬心软的篮球MVP高尔夫一杆进洞斗地主横店第一中国第一世界前七发过两张单曲的美人歌姬会潜水的会弹钢琴的会作词作曲的会打军体拳
  • 12星座女大姨妈造访的样子 白羊女:走哪炸哪、遇谁炸谁 金牛女:抱怨为什么会来大姨妈 双子女:不能喝酒不能蹦迪真的很讨厌 巨蟹女:只想宅在家里不出门 狮子女:
  • #养生##当下#Happy Easter 同龄客户朋友看我眼不花,看房十公里步行一整天,健步如飞,于是聊养生保健延缓衰老,这是我常年的早餐,坚果,大量蓝莓,
  • [哇][哇][哇]前一阵子因为特殊原因,我居家了[允悲]pr超级贴心地说要给我投三箱神秘好东西[开学季]于是我就第一次尝到了刘米雅芝芝脆/咖啡脆/芝芝夹心这三款
  • 【健康养生常识冷热水交替洗脸易长红血丝】科学实验证明,人的面部温度是32℃,因此洗脸的最佳水温是32℃左右,这个温度可以有效清洁各种污垢,同时部分或全部洗去皮脂