【成泰科技冠名】硅碳负极市场化受阻，但技术趋势不可逆转
摘要：预计未来二到三年内硅碳材料在高容量电池上必将成为新一代领先的负极材料。
被寄予厚望的硅碳负极，在应用端似乎受阻。据行业内部消息，目前只有比克、力神、鹏辉三家有小批量样品，且全部应用于圆柱电池，方形铝壳和软包在应用端还有很多问题无法解决。
应用端受阻
据调研，去年下半年开始，已有少量采用硅碳负极的锂电池被推向高端数码市场。但在动力电池方面，规模化应用似乎总箭在弦上。
业内人士表示，硅碳负极材料现在的普及度已经有了很大的提升，但是始终无法大批量装车。原因有二，第一，电池在批量生产的过程中还存在容量快速衰减、电池容易变形、循环次数达不到等问题，真正好的硅碳负极产品和用得好的电池厂家并不是很多；其二，性价比不高，电池容量提升5%-10%的情况下，电池的成本要增加20%-30%甚至更高。高镍三元+硅碳复合材料一直被认为是黄金搭配，但是隔膜、电解液等都存在需要一对一匹配的问题，且寻找匹配的电解液还存在一定的难度。
一位负极材料大厂的副总工表示，不仅在应用端存在问题，它们做负极量产也有问题。硅碳复合材料中的硅颗粒粒径不能超过200-300nm，其表面、粒径分布、杂质以及表面钝化厚度等关键指标的技术壁垒也非常高，目前国内很多厂家还达不到，而外购纳米硅粉成本有太高。
“现在上车的电池系统能量密度都不是很高，一般单体能量密度在210-260Wh/kg之间，系统比能量在140-165Wh/kg之间。”江苏泰兴中全新能源董事长马昕博士表示，目前好的人工石墨负极材料克容量已经接近理论的372mAh/g，在电池价格比较敏感的时期，这个技术指标够做到260wh/kg的。但我们做电池已经把正极容量发挥到了极致，我们量产300wh/kg电池的大量试验证明，必须用到好的硅碳负极才能做出300wh/kg 动力电池，所以目前的电池厂都用技术比较简单的石墨负极都只是暂时绕过了硅碳负极电池的攻关。不过，随着补贴对能量密度提出更高的要求，电池厂就必须使用硅碳负极材料。
目前，部分负极材料厂仍然致力于提升人工石墨负极材料的性能，毕竟将首效提高至95%甚至97%，对于负极材料厂家而言，还有很大的进步空间。洛阳月星总经理徐军红表示，公司正在通过在包覆层增加纳米微孔，来提升克容量。
硅碳的不可逆趋势
杉杉股份（600884 ）2018年半年报提到，从产品趋势来看，随着动力电池对能量密度要求的提高，硅碳负极将是未来发展的重点，虽然 2018 年上半年硅碳负极的实际出货量非常有限，但是硅碳负极路线的趋势已经非常明确。
除杉杉股份之外，江西紫宸、深圳贝特瑞等早已布局硅碳负极材料的生产，目前已推出几款硅碳负极材料，且具有一定产能，CATL、比亚迪、国轩高科、力神、比克、万向A123、微宏动力等龙头企业硅碳负极的产业化应用也都在推进中。
起点研究（SPIR）认为，目前国内一些大型负极材料企业已经开始布局硅碳材料，电池企业同样受到政策性对电池能量密度的推动影响，开始大面积研发高容量硅碳材料电池，随着国内新进入硅碳材料企业数量增多，规模化形成后，其价格必将随之下降。综上，预计未来二到三年内硅碳材料在高容量电池上必将成为新一代领先的负极材料。
其实，国内企业在硅碳负极产业化方面的动作相对较慢。松下早在2013年就用硅碳负极材料量产了NCR18650C型号的电池，特斯拉已经将硅碳负极成功应用于Model3上；GS汤浅也推出了硅基负极材料锂电池，已应用于三菱汽车上。
9月17日工信部公示的申报第312批《道路机动车辆生产企业及产品公告》中，三星环新（西安）动力电池有限公司分别为陕西汽车集团有限责任公司配套一款纯电动载货汽车底盘和纯电动厢式运输车，提供三元电芯。
8月22日，韩国SK Innovation宣布将在中国江苏常州建立动力电池厂，预计年产能达7.5GWh。除常州工厂外，SK Innovation还计划将其位于韩国忠清南道的瑞山市电池厂的产能扩大至4.7 GWh，以及将匈牙利科马隆电池厂的产能扩大至7.5GWh。SK Innovation规划至2022年，将在全球范围建立起一个年产能20 GWh的动力电池生产体系。
7月17日，LG化学电池项目签约落户南京江宁滨江开发区。该项目总投资20亿美元，计划于今年10月开工建设，2019年10月开始实现量产，2023年实现全面达产。项目达产后，预计年产动力电池32GWh。
外媒也报道过，松下作为特斯拉的电池唯一供应商，正在考虑与特斯拉合作，在中国建立一个超级电池厂。虽然最终消息没有确定，但是7月10日特斯拉已经签订了纯电动车项目投资协议，超级工厂落户上海临港地区。
目前，以圆柱电芯为例，国内的18650圆柱电芯一般是2.6Ah居多，三星和LG分别能做到2.8Ah和2.9Ah，但是它们产能非常大，一直打低价牌且产品的一致性比国内好很多，不排除他们以低价抢占市场。其实，最大的压力来自松下，目前它们量产的产品已经达到了4.0Ah，一旦进入中国市场对国内企业而言威胁是致命的。目前业内只有比克发布了3.0Ah的高能电芯，装上了零跑汽车。
“我们已经解决了电池变形和循环寿命较低的问题。”马昕博士表示，3.2Ah高镍+硅碳负极的18650电池车厂正在测试，4.93Ah级别的量产型电芯样品也完成了。