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ATL联手上海洗霸加码多孔碳,硅碳负极商业化“快进”

04/20 10:00
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百公斤级流化床设备开启交付。

近期,宁德新能源(ATL)对上海洗霸子公司山东复元的战略投资,以及百公斤级流化床设备的交付,标志着新型硅碳负极所需的关键原料和设备供应正加速成型。

首先在多孔碳领域,资源整合与市场拓展正在提速。

上海洗霸4月17日公告,拟通过股权转让及定向增资的方式,为其专注于有序介孔碳的子公司山东复元引入战略投资者宁德新能源(ATL)。交易完成后,ATL将持有山东复元19%股权。

山东复元的技术来源于复旦大学赵东元院士团队,其介孔碳产品孔径界定在2至50纳米之间,在比表面积和孔道连通性上具备优势。

该公司表示,其产品已初步通过材料、电芯和终端三个维度客户的验证,并在上海嘉定建成了10吨/年的有序介孔碳材料中试示范线,获得了多家头部企业的持续性订单。

ATL的入股,不仅为该介孔碳材料带来重要客户背书,也反映了硅基负极在消费电子领域扩大应用的趋势。

同时,多孔碳产能扩张也在进行中。

元力股份公告,拟将原计划用于“南平元力环保用活性炭建设项目”的募集资金约2.21亿元人民币,变更用于“年产2000吨多孔碳建设项目”。

该项目位于福建南平,由其全资子公司元力新能源碳材料(南平)有限公司实施,计划建设四条年产500吨生产线,分两期建设,预计2026年5月全部建成。

据了解,元力股份主要生产生物质基多孔碳,利用木材等天然生物质为原料,通过等工艺生产。

圣泉集团则是树脂基路线的代表,该公司此前宣布其1000吨/年多孔碳生产线计划于2025年2月建成并陆续完成调试投产。

多孔碳通过其结构缓冲硅的体积膨胀,对提升硅碳负极的循环稳定性、寿命和能量密度至关重要。可以看出,传统活性炭厂家是硅碳负极所需多孔碳的主要供应商。

同时市场存在不同技术路线,如元力股份的生物质基(成本较低)和圣泉集团代表的树脂基(性能较优)。

圣泉集团此前也宣布其1000吨/年树脂基多孔碳产线于今年2月建成投产。

可以看到,传统活性炭企业正成为硅碳负极所需多孔碳的主要供应商,并通过技术迭代和规模化生产推动成本下降。

其中,树脂基凭借性能优势主攻高端市场,并寻求通过降本向下渗透;生物质基则依靠成本优势占据中低端市场,并致力于通过性能提升向中高端渗透。

在生产设备方面,关键的流化床反应设备也取得突破。相比传统的回转窑工艺,流化床可实现更高的硅烷利用率和产品均匀性。

此前行业主流设备多为20公斤级别,单台价格约65万元人民币,若要达到200吨年产能则需要约200台设备,对应庞大的设备投入,且小规模设备易导致批次间性能波动,产品稳定性、一致性和生产效率难以保证。

而今年以来,行业内已出现百公斤级流化床设备交付的消息。

设备制造商贝亿特于3月底宣布,其百公斤级气相沉积硅碳流化床设备已正式交付行业头部客户,并表示首批300公斤及500公斤级设备正在生产中。

另一家专注于流化床气相沉积设备的初创企业苏州纽姆特,则在4月初宣布完成B轮融资,投资方包括国泰君安创投、中金资本等。市场信息显示,纽姆特也已开发出百公斤级量产流化床设备。

气相沉积工艺和设备的进步,最终也将助力固态电解质包覆、碳纳米管沉积、纳米粉体包覆等其他技术的实际应用。

以上在多孔碳材料和关键生产设备上的进展,与市场对高性能电池日益增长的需求密切相关。

受宝马等车企推动,硅碳负极搭配高镍三元正极于大圆柱电池,有望迎来在高端电动车型的应用,加速动力领域的商业化落地。

同时,人形机器人、eVTOL等新兴高比能应用场景,也对硅基负极产生需求,推动其市场从零走向规模化。

行业已迭代至采用化学气相沉积(CVD)法制备硅碳负极,以满足更高的能量密度和循环寿命要求。

CVD工艺能将硅粒径精确控制在10纳米以内并实现均匀包覆。采用该技术的硅碳负极,相较于硅氧负极可实现更高克容量(头部企业产品可达2000mAh/g)和更优的循环寿命(超过1000次),达到了动力电池的应用门槛。

在CVD硅碳负极的成本构成中,除硅烷气外,多孔碳和流化床设备正是另外两大关键要素。

多孔碳通过其结构缓冲硅的体积膨胀,而流化床设备则影响着CVD过程的效率和均匀性,百公斤级设备的出现有助于提升量产稳定性和效率。

综上来看,ATL对多孔碳企业的投资以及百公斤级流化床设备的交付,被视为打通CVD硅碳负极产业化瓶颈的关键步骤,有助于满足下游应用对高性能负极材料的需求,加速其在高能量密度电池领域的应用进程。

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