专访:硅负极进展及CVD硅碳

目前来看,尚无法确定流化床和摇动床哪个更合适,两者各有优缺点。大部分业者目前对这个材料理解尚为有限,主要关注点都放在设备这些明面上能看到的东西,其实做到一定程度,背后看不见的东西才是核心,需要解决和优化的点太多了,这也是未来决定核心竞争力的主要因素。

您好,非常感谢您接受我们的专访!

您从事硅负极行业多年,是非常资深的专家。包括我们自己作为第三方服务平台,从2016年开始关注硅负极材料,以及2017年12月在江苏组织召开业内第一个专业性的研讨会,规模宏大,超出预期。回顾硅负极在国内的发展历程,可谓“筚路蓝缕,披荆斩棘”/“筚路蓝缕启山林,栉风沐雨砥砺行”:从产品品类上来看,从早期的核壳结构型纳米硅碳,到如今的常规款氧化亚硅、预镁/预锂高首效型氧化亚硅、以及新型结构的纳米硅碳,种类日益增多,型号逐年迭代,性能显著提升;从终端应用场景来看,从早期的电动工具,到如今的数码电子、两轮电动、电动汽车,范围逐步拓宽,体验大幅提升。

今天我们以提问的形式来做个专访,给大家呈现一个真实的硅负极市场以及最近非常火热的气相沉积(CVD)硅碳做个介绍。

专家:业界资深专家

主持人:材能时代创始人

问:硅负极技术现状及方向发展

答:研磨法纳米硅碳:形成了稳固的存量市场应用,主要用于国内外高端圆柱电池。国内有2-3家主要生产厂商,包括深圳和江苏2家企业。正在进一步增产降本,降本主要手段是选用包括立式砂磨机在内更高效的研磨方式,降低能耗,提升效率。

SiOx/C:常规的SiOx/C产品,已经在电池上得到了批量应用,成本及价格也前所未有的到了一个合适的区域,可以满足少量掺杂(3-5%)应用。据国内圆柱头部企业反馈,在这个掺杂量范围,电池可以不使用SWCNTs作为辅料,其综合成本进一步降低,为下游提供更多增益。

高首效(预锂)SiOx/C产品:综合性能出色,但制备工艺复杂,成本较高,奔驰等厂家已经批量采用此类产品作为装车电池的原材料,今后面临气相硅碳等产品的竞争,但因预锂SiOx/C材料电性能的竞争化差异,电池厂普遍在观望,试用气相硅碳的同时,也没放松对预锂SiOx/C产品的期待。

预镁SiOx/C产品:综合性能不如预锂产品,但预镁产品的性价比不错,加工性能也较好,业内应用较广,纯料的年用量在数百吨至千吨范围。

气相沉积硅碳:业内(中美两国)集中攻关了近2年时间,已经可以实行小规模至中等规模量产。但行业去年存在的问题,今年没有全部突破,大部分企业的矛盾还是集中在单台设备放大化、产品质量一致性等方面,目前这些都没有得到很好的解决。有些暗中发力的企业在批次稳定性方面已经有所突破,同时也有一些行业之外的力量介入进来了,种种迹象都表明行业在加速发展,形势乐观,但具体还需要在接下来的半年时间进一步观察。

:介绍一下3月份青海湖荣耀5 Pro硅碳负极产品

答:据说是国内头部数码电池企业提供的产品,友商拆解分析后,确定所用材料为气相沉积硅碳。

:硅负极快充介绍一下。

答:通过电池设计和系统优化,硅负极的充电倍率可以做到4-5C,满足大多数应用场合问题不大。

:CVD第三代的售价大概多少万一吨,未来的价格趋势?

答:目前处于产业培育期,成本较为高昂,售价也高,产业链建设完整后,未来趋势是往<35万/吨的范围走,长期会更低。主要看下游电池厂的放量,量越大,产业链成本越低,售价就越优惠。

问:CVD方法优缺点?

答:优点:容量高,首效高,膨胀低,循环好,且还有不少优化空间。

缺点:颗粒强度欠佳,生产风险高,产业链不完整,大批量生产需要爬坡时间。

:流化床设备是否适合做CVD硅负极

答:目前来看,尚无法确定流化床和摇动床哪个更合适,两者各有优缺点。

大部分业者目前对这个材料理解尚为有限,主要关注点都放在设备这些明面上能看到的东西,其实做到一定程度,背后看不见的东西才是核心,需要解决和优化的点太多了,这也是未来决定核心竞争力的主要因素。

:CVD法在实验室有遇到难以解决的问题吗?

答:上面优缺点已经回答过了。这是一场中长跑,各争先后是常见现象,比如过去在硅负极市场表现较好的厂家,在气相硅碳的赛道已经落后;同时也有老牌厂家逆袭,重新焕发活力;而潜藏的暗流也来势凶猛,产品参数非常不错,甚至有领先之势。总的来说,这个产业还是比拼多维度的核心竞争力,研发力量无疑是其中最重要的一环。可以预见,过去鱼目混珠的人和企业,很难在这条赛道里走下去。

:CVD法面临的主要问题是成本问题吗?

答:短期是成本问题,长期成本问题不大。

:CVD的硅碳和原来的纳米硅硅碳相比,哪种理论成本更低?

答:这个很难说,虽然气相沉积硅碳的理论成本可以做到合理水平,但道阻且长;而研磨法如果能改善装备水平,提升研磨效率,成本有望大幅下降。目前来看,这两者各有各的优势,不是你死我活的关系。

:硅碳价格降到什么水平能够大规模放量?

答:通过计算,我们认为价格在30万以内,市场能够起量。

本文来自电池社,本文观点不代表石墨烯网立场,转载请联系原作者。

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