EVTark统计数据显示,2023年全球负极材料出货量将达到181台8万吨,同比增长168%,其中我国负极材料出货量达到171辆10,000吨,全球占比进一步提高到941%。
从材料结构来看,以硅基负极为代表的新型负极材料出货量大幅增加,我国负极材料整体出货量占比达到34%,硅基负极出货量将成为负极材料领域增长最快的细分市场。
石墨作为重要的碳素原料,在动力电池增长的带动下也实现了快速增长,例如,2023年人造石墨负极材料出货量将占82%5%,而 79%再次达到 3%。
作为锂电池的“三大部件”之一,负极材料与正极材料和电解液同等重要。 负极材料的出货量与电动汽车市场的增长密切相关。
根据EVtank与Ivey经济研究院联合发布的《2024年中国新能源汽车动力电池产业发展》,2023年全球动力电池出货量将达到865支2GWh,上升 265%。EVTark 预计到 2030 年,全球电动汽车电池出货量将达到 3,368 个8GWh,与2023年相比,仍有近3倍的增长空间。
从国内来看,2023年我国动力电池累计装机量将达到387个7GWh,同比增长316%。其中,三元动力电池装机容量为126个2 GWh,向上 143%,市场占有率为32%6%;磷酸铁锂电池装机容量261GWh,同比增长42GWh01%,占6732%。
锂电池的负极材料通常由石墨制成,因为石墨的多层结构可以容纳锂原子; 硅基负极是锂离子电池实现超快充和超长续航的关键技术。
因此,石墨和硅基阳极的出货量增长是由于电动汽车市场的稳步增长以及随之而来的对半固态、大型圆柱形和高镍电池的需求强劲增长。
从2023年中国主要锂离子电池负极材料企业的市场份额来看,贝特里新材料集团有限公司将占据22家,出货量超过3000吨74%的市场占有率,连续13年出货量位居全球第一。
北泰力是中国宝安集团有限公司旗下子公司,以锂离子电池负极材料、正极材料和新材料为核心产品,负极业务主要包括天然石墨、人造石墨和硅基负极。
紧随其后的是上海杉杉科技***1683%的市场份额。 杉杉科技成立于1999年,是国内第一家专业从事锂离子电池负极材料研发、生产和销售的高新技术企业。
由于人造负极材料具有无可比拟的性价比优势,2023年人造负极材料在全球的渗透率将进一步提升至84%,是目前市场上最主流的应用。 杉杉科技在这一维度上处于领先地位,在出货量上占据了19%的市场份额。
市场占有率排名前10位的企业还包括江西紫琛、中科兴诚、尚泰科技、东莞开金、向风华、广东东道、河北坤天、金昱能。
虽然负极材料也进入了结构性产能过剩期,但仍有增长空间。 预计2030年我国负极材料出货量有望达到580万吨,其中人造石墨仍是市场主流,出货量超过470万吨。
同时,2024年将是行业洗牌的关键时期,新老玩家之间的竞争将更加激烈。 目前负极材料市场集中度高,排名前15位的企业占据了80%以上的市场份额,其余80多家企业将抢占20%左右的市场份额,这并不残酷。
从全球角度来看,预计到2030年,全球负极材料出货量将超过800万吨,石墨和硅基负极材料在2024年仍处于产能扩张阶段。 那么,石墨还是硅基负极,市场上哪种负极材料更被看好呢?
石墨,尤其是人造石墨,一直占据着电池负极材料的主流地位,电动汽车的电池寿命对电池能量密度的要求越来越高,但目前石墨的比容量已经达到了材料的物理极限——370mAh g,无法满足锂电池越来越高的续航需求。 因此,硅基阳极成为不错的选择。
硅基阳极的原材料主要由硅材料和石墨组成。 硅在室温下与锂合金化,理论比容量为4200mAh g,是目前石墨负极材料的十倍以上。
而且,硅基负极没有析锂隐患,安全性优于石墨负极材料,储量丰富,成本低,快充性能优异,相同体积可以存储更多的电荷,使电池可以提供更长的电池寿命, 它是最具潜力的下一代锂电池负极材料。
特斯拉Model 3的2170电池就是使用这种新材料,国内电池厂商宁德时代、比亚迪、国轩高科等纷纷投资研发硅负极电池。
而且,从车企的布局可以看出,未来几年将是主机厂品牌崛起的最佳时间窗口,高端车型将密集推出,快充和补能需求也有望进一步提升,硅碳材料高比容量的优势将逐渐凸显。
但硅基负极材料的情况并不完全乐观。
目前,硅基负极材料确实在一些模型中得到了实现,但还有一些技术难点尚未克服,如硅材料稳定性较弱导致的材料断裂、粉化、电化学性能损失等问题,单晶硅的制备,多孔硅的制备,纳米硅的制备, 等材料制备问题,以及硅基负极材料与钴酸锂、三元材料等正极材料的匹配问题。
这些问题亟待解决,因此硅基负极材料短期内无法上升到电池负极材料的主流地位。
从另一个角度来看,克服硅基负极材料的技术壁垒,为高能量密度电池和高续航里程电动汽车提供支撑,并不是一个有前途的选择。
*:南蜀石墨矿。
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