一、硬碳负极产业链
硬碳负极材料上游主要为原材料,包括生物质基、合成聚合物和化石燃料基前驱体,前驱体决定硬碳的最终性能;中游主要为硬碳制造商;下游为钠离子电池制造商,目前层状氧化物为主流技术路线。
(资料图片)
二、不同厂家硬碳负极制造工艺
硬碳生产工艺主要包括粉碎、碳化、纯化和活化等过程,生物前驱体还需要酸洗等步骤,树脂则需要与乙醇混合;在生产工艺中,温度控制以及前驱体的选择对于产品极其重要,决定硬碳的最终性能。
◼从龙头硬碳材料生产商的制备工艺来看,硬碳生产工艺主要包括粉碎、碳化、纯化、活化等过程,生物前驱体还需要酸洗等步骤,树脂则需要与乙醇混合;在生产工艺中,温度控制以及前驱体的选择对于产品极其重要,决定硬碳的最终性能。
◼日本可乐丽开发的硬碳负极工艺较繁琐,采用椰壳作为原料,经过碳化、破碎、碱渍、热处理纯化和CVD处理,其中CVD处理工艺难度较高。中国企业中,佰思格硬碳采用淀粉等生物质材料作为原料,通过改性处理、裂解缩聚、碳化和表面改性等步骤,可以得到满足快充性能钠离子硬碳材料,相比较日企更简单,成本更低廉。
三、钠离子电池硬碳负极产业布局
硬碳材料行业壁垒较高,其市场集中度高;硬碳厂商主要分为负极厂商、一体化厂商和跨界参与厂商,其中可乐丽、佰思格和贝特瑞已实现硬碳量产,多家负极厂商预计2023年实现量产硬碳目标。
◼硬碳材料最早布局企业主要为日本企业,其中代表企业为可乐丽和吴羽化学;而中国厂商中贝特瑞和杉杉股份较早在硬碳相关技术布局。目前日本可乐丽硬碳价格为20万元/吨,由于钠离子电池实现量产的降本需求,需推进硬碳材料的国产化。传统锂电负极厂商纷纷布局硬碳材料,多数产品未达到量产,仅处于试验阶段杉杉股份、贝特瑞、翔丰华均有硬碳材料的技术布局,其中贝特瑞和杉杉股份硬碳产品布局相对较快。总体来看,中国传统锂电负极材料厂商硬碳发展较慢,这主要是由于钠离子电池仍处于发展初期,各厂商处于观望阶段,在钠离子电池实现产业化后,传统锂电负极厂商将迎来新契机
◼从中国非上市负极厂商来看,佰思格发展最快,佰思格在2020年量产硬碳材料,并且能量密度达290-300MWh/g;对比日本可乐丽的20万元/吨,佰思格对标硬碳产品仅是其价格1/2不到。目前中国佰思格、贝特瑞拥有量产能力,正在推进生物质基硬碳国产化;杉杉股份、中科电气、翔丰华等传统锂电负极龙头企业也纷纷布局硬碳负极路线;而跨界新参与者圣泉集团布局生物质基(秸秆)实现量产
四、钠离子电池硬碳负极未来需求
钠离子电池未来预计快速渗透储能+两轮车电动市场,预计对于碳基负极需求将有快速提高。因此我们测算了碳基负极的未来需求量,基本假设如下:假设2023- 2025年碳基负极在动力电池渗透率为2%/3%/3%,钠离子电池在储能领域中渗透率为2%/5%/10%,在两轮车领域渗透率为1%/4%/8%,对应动力领域碳基负极需求量为1.68/2.73/4.19万吨,储能领域碳基负极需求量为0.43/1.68/4.70万吨,电动两轮车需求量为0.10/0.46/1.05万吨。整体看2022年全球碳基负极需求量为1万吨,2025年需求量为10万吨。
文章来源:头豹研究院报告和国海证券研究所报告,钠电派
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