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比亞迪刀片電池、寧德時代麒麟電池，產(chǎn)業(yè)龍頭們的重磅產(chǎn)品推動了中國鋰電的進步，也讓外界好奇：除了模組形態(tài)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，中國鋰電產(chǎn)業(yè)的材料創(chuàng)新又到了哪一步？
10月10日至11日，在成都舉行的“2022高工鋰電材料大會”上，復合銅箔、硅負極、碳納米管及鈉離子電池材料廠家紛紛亮出自家絕活，產(chǎn)品創(chuàng)新迭代層出不窮。
“從結(jié)構(gòu)創(chuàng)新到材料創(chuàng)新，這是中國鋰電產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的升級，可以說是2.0版。”高工鋰電董事長張小飛表示，電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與進步，很大程度上取決于材料的創(chuàng)新、設備的創(chuàng)新和工藝的創(chuàng)新。“材料創(chuàng)新尤其是關(guān)鍵主材的創(chuàng)新尤為困難，但產(chǎn)業(yè)同仁們也一直在持續(xù)推進，并在多個領(lǐng)域取得了突破。”
復合銅箔挑戰(zhàn)傳統(tǒng)銅箔
材料創(chuàng)新有多難？重慶金美新材料董事長臧世偉說，創(chuàng)新研發(fā)過程中有很多次想放棄。
重慶金美新材料自成立以來，一直從事集流體（復合銅箔）的研發(fā)。“8年時間，中間有著各種的無助，也看不到方向，但是我們堅持下來了，投入了大量的人財物，平均一年下來要開銷1億元。”臧世偉說。
臧世偉和重慶金美新材料最終“走了出來”。據(jù)了解，重慶金美新材料今年已正式啟動規(guī)?；慨a(chǎn)，新一代產(chǎn)品已經(jīng)完成量產(chǎn)化導入工作。此前，重慶金美新材料的產(chǎn)品已經(jīng)實測裝機，并有了較長時期的道路運營數(shù)據(jù)。
重慶金美新材料厚積薄發(fā)的背后，離不開下游巨頭的鼎力支持。公開信息顯示，寧德時代旗下長江晨道（湖北）新能源產(chǎn)業(yè)投資合伙企業(yè)（有限合伙）通過安徽金美新材料持有重慶金美21.26%的股權(quán)。
寧德時代看重的，是復合銅箔的性能優(yōu)勢。據(jù)了解，相對于傳統(tǒng)銅箔，復合銅箔不僅更安全，且能量密度也有5%到10%的提升。
不過，傳統(tǒng)銅箔廠商也不會就此放棄陣地。諾德股份常務副總裁陳郁弼稱，近年來，公司產(chǎn)品厚度從8um降到6um，再到現(xiàn)在的4.5um，產(chǎn)品已經(jīng)實現(xiàn)數(shù)百噸級別的批量供應，“預計到2023年，4.5um銅箔的滲透率將提供到40%至60%。”
“產(chǎn)品一直在迭代升級，性價比持續(xù)提升。”高工鋰電相關(guān)負責人表示。據(jù)統(tǒng)計，2018年到2021年，6um銅箔的市占率從20%提升到超過65%，4.5um銅箔的市占率也逐步提升到10%。無論是剛量產(chǎn)的復合銅箔，還是不斷迭代的超薄銅箔，都會找到各自適應的應用場景。
正負極主材持續(xù)迭代升級
“我們研發(fā)的硅碳負極產(chǎn)品，已具備了超低膨脹、超高容量、高倍率等特點，預計2023年可以量產(chǎn)。”天目先導副總經(jīng)理陸浩在介紹硅基負極材料開發(fā)進展時透露。
目前，石墨負極材料仍舊占據(jù)市場主流，但石墨負極材料理論比容量為372mAh/g，目前實際比容量已達到360—365mAh/g，可改善空間較小。單質(zhì)硅負極理論比容量為4200mAh/g，是石墨負極材料理論比容量的11.29倍，被認為是下一代負極材料的主力。
今年4月，天目先導宣布在溧陽投資納米硅基負極項目，總投資10億元。今年2月，貝特瑞公告擬投建年產(chǎn)4萬噸硅基負極材料項目，預計總投資50億元。
同樣逼近理論比容量的材料還有磷酸鐵鋰，“加錳”成為新路徑之一。容百科技總裁助理兼正極事業(yè)部常務副總經(jīng)理趙軍表示，磷酸錳鐵鋰會逐步替代磷酸鐵鋰的一些應用場景，尤其是在動力電池領(lǐng)域，因為磷酸錳鐵鋰有著更高的能量密度。
作為三元正極材料細分領(lǐng)域的全球龍頭，容百科技此前通過收購天津斯科蘭德進軍磷酸錳鐵鋰材料領(lǐng)域，并提出了到2025年形成30萬噸磷酸錳鐵鋰材料產(chǎn)能的規(guī)劃。
“高鎳的出貨已經(jīng)達到了三元出貨的40%，去年這個數(shù)大概是25%，同比增速近240%。”趙軍介紹，多家公司推出了電芯的進階產(chǎn)品，對高鎳的推廣和應用有著非常明顯的促進。
“三元正極材料的迭代路徑非常清晰，如今有公司已經(jīng)推出了四元材料，產(chǎn)業(yè)升級一直在持續(xù)。”有接受采訪的業(yè)內(nèi)人士表示，正是對原材料的持續(xù)創(chuàng)新探索，推動了我國鋰電產(chǎn)業(yè)的快速進步。
攜手共筑安全韌性供應鏈
“我們希望能夠跟產(chǎn)業(yè)同仁一起系統(tǒng)打造一個動力電池的供應鏈生態(tài)，打造一個具有持續(xù)全球競爭力的新能源生態(tài)圈。”寧德時代供應鏈與運營體系聯(lián)席總裁助理黃斌在演講時表示。
據(jù)了解，動力電池供應鏈當前至少面臨三方面的挑戰(zhàn)：一是對資金和資源的需求巨大，投資動輒以億為單位，十億、百億級的投資也不罕見；二是建設周期較長，部分產(chǎn)能的建設可能要18個月，有的長達24個月，一段時期內(nèi)的供需錯配可能引發(fā)價格的劇烈波動；三是部分設備依然存在進口依賴。
“無論是新能源車的制造，還是電池的加工制造，還是電池材料的加工制造，中國在全球市場都占有很大的比重，我們的地位非常穩(wěn)固。但是，對前端礦產(chǎn)資源的掌握，和我們實際的總需求還是不匹配的。”黃斌說。
如何應對相關(guān)挑戰(zhàn)？答案是全產(chǎn)業(yè)鏈的戰(zhàn)略協(xié)同，包括核心領(lǐng)域聯(lián)合攻關(guān)創(chuàng)新、共享全球物流網(wǎng)絡、推動供應鏈金融建設等。黃斌建議，共同打造一個高效敏捷柔性的供應鏈，以充分發(fā)揮大化工的優(yōu)勢，同時對供應鏈結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，增強抗風險能力。
事實上，垂直整合和一體化布局已是產(chǎn)業(yè)鏈共識，并被各細分龍頭踐行。“頭部客戶越來越集中，垂直化越來越緊密，未來可能會形成真正的電解液鋰鹽化，鋰鹽電解液化的形式。”法恩萊特總經(jīng)理邵俊華表示，鋰電材料市場的競爭將從此前的企業(yè)競爭轉(zhuǎn)變成產(chǎn)業(yè)鏈競爭，具備強大供貨能力的企業(yè)將獲得更多發(fā)展機會。
“我們的企業(yè)家都是實干的，我相信我們的鋰電產(chǎn)業(yè)潛力無限大。”高工鋰電董事長張小飛表示，目前歐美等國家都加大了對新能源產(chǎn)業(yè)的政策扶持，但憑借強度大的制造能力，中國企業(yè)仍然擁有巨大的發(fā)展機會。“2010年到2020年，整個市場增長了10倍，預計2020年到2030年，市場還有10倍的增長空間。”
