El material del ánodo de la batería de iones de litio para vehículos de nueva energía tiene ventajas obvias

El electrodo negativo es un polo que sale del electrón cuando la batería se está descargando. Las baterías de iones de litio utilizan principalmente materiales de grafito como electrodo negativo. El material del ánodo de grafito se divide en grafito artificial y grafito natural, y la batería de litio de potencia utiliza principalmente grafito artificial como material del ánodo. La industria del automóvil de nueva energía ha impulsado el gran auge de la industria de las baterías eléctricas, lo que ha hecho que la demanda de materiales de ánodos de grafito aumente rápidamente.

Los materiales del ánodo de la batería de litio se dividen principalmente en materiales a base de carbono y materiales sin carbono. Los materiales de grafito en materiales a base de carbono se utilizan ampliamente, como el grafito artificial, el grafito natural y las microesferas de mesocarbono.

El carbón blando en materiales a base de carbón, como el coque de petróleo y el coque de aguja, se usa directamente como material de electrodo negativo, y más se usa como materia prima para la fabricación de grafito artificial o grafito modificado. Entre los materiales no basados en carbono, los materiales basados en titanio y los materiales basados en silicio son más comunes.

Los materiales de los ánodos como el grafito artificial, el grafito natural, las microesferas de mesocarbono y el titanato de litio se han producido en masa. Los materiales de ánodo de grafito tienen un buen rendimiento integral en todos los aspectos y un rendimiento de alto costo. Aunque el material de titanato de litio tiene una capacidad específica baja, la primera eficiencia y ciclo de vida son altos, y el rendimiento de carga rápida es bueno, lo cual es conveniente en su uso.

El grafeno tiene una capacidad específica más alta, pero no hay avances técnicos en otras propiedades. Los materiales compuestos de silicio-carbono tienen un ciclo de vida y una seguridad deficientes, pero la capacidad específica es mucho mayor que la de otros materiales, y el rendimiento de carga rápida es bueno, que es el foco de la investigación y el desarrollo futuros de materiales de ánodos.

La industria de las baterías de litio de potencia está en auge, la demanda de materiales de ánodo está creciendo rápidamente

Las principales aplicaciones posteriores para las baterías de litio son las baterías de consumo, las baterías de potencia y las baterías de almacenamiento de energía. Las baterías de consumo se utilizan principalmente en productos electrónicos de consumo como teléfonos móviles, ordenadores portátiles y cámaras; Las aplicaciones de baterías eléctricas son principalmente bicicletas eléctricas y vehículos de nueva energía; Las baterías de almacenamiento de energía se utilizan principalmente para herramientas eléctricas (también se pueden dividir en el mercado de productos electrónicos de consumo), fuentes de alimentación de estaciones base móviles, almacenamiento de energía doméstica y almacenamiento de energía de la red.

El crecimiento del consumo de baterías de litio tiende a ser estable

La demanda de los principales productos electrónicos de consumo está próxima a la saturación

Los teléfonos móviles, teléfonos inteligentes y computadoras portátiles son los principales productos para las instalaciones de baterías de litio de consumo. Según las estadísticas de la investigación real del litio, en 2016, la capacidad instalada de batería de estos tres tipos de productos representó el 85% de las baterías de consumo. La demanda de productos electrónicos de consumo ha experimentado un período de rápido crecimiento y ahora está cerca de la saturación.

En 2017, los teléfonos móviles y teléfonos inteligentes nacionales enviaron 4,91 millones de unidades y 4,61 millones de unidades, aproximadamente un 12% menos que en 2016. En computadoras portátiles, las ventas nacionales de computadoras portátiles continuaron cayendo en 2016, a 1,65 millones de unidades.

La tasa de crecimiento de las baterías de litio del consumidor tiende a ser estable

Beneficiándose del rápido crecimiento de la demanda en el mercado de la electrónica de consumo, la capacidad instalada de baterías de litio de consumo en 2014/2015 aumentó entre un 38% y un 47% interanual. Después de 2016, la tasa de crecimiento de la capacidad instalada ha disminuido. En 2017, la tasa de crecimiento de la capacidad instalada de la batería de litio de la electrónica de consumo cayó por debajo del 10%, que es del 8%.

La participación de la capacidad instalada de baterías de litio para electrónica de consumo en la capacidad instalada total también ha disminuido año tras año, de 56% en 2013 a 29% en 2017. Esperamos que la capacidad instalada de baterías para electrónica de consumo alcance 24,4 / 25,9 / 27,5GWh en 2018/2019/2020.

La batería de litio es de pequeña escala y el potencial de utilización de la escalera es enorme.

La batería de litio de almacenamiento de energía es de menor escala y ralentiza el crecimiento

El campo del almacenamiento de energía incluye principalmente segmentos de mercado como herramientas eléctricas, energía de estaciones base móviles, almacenamiento de energía en el hogar y almacenamiento de energía en la red.

En 2017, la capacidad instalada de la batería de litio en el almacenamiento de energía industrial es de 13,11 GWh, que es mucho menor que la de las baterías electrónicas de consumo y las baterías eléctricas.

La capacidad instalada de baterías de litio de almacenamiento de energía en la capacidad instalada total de baterías de litio también disminuyó año tras año, de 2013 a 2017 disminuyó en 10 puntos porcentuales.

La tasa de crecimiento interanual de las baterías de litio en el sector de almacenamiento de energía industrial ha ido disminuyendo año tras año, y ha caído del 56% en 2014 al 7% en 2017. Estimamos que la capacidad instalada de las baterías de almacenamiento de litio en 2018 / 2019/2020 llegará a 13,8 / 14,5 / 15,2GWh.

La escalera de batería de iones de litio tiene un gran potencial de utilización

Las actualizaciones de la red aumentan la demanda de baterías de almacenamiento de energía. Con la mejora del nivel de industrialización de China, la capacidad de generación de energía de los sistemas eléctricos y la capacidad de transmisión y distribución de las redes eléctricas continúan aumentando, y aumenta la diferencia de carga de pico a valle de los sistemas de energía modernos.

Al mismo tiempo, la integración de nuevas fuentes de energía como la energía eólica y la energía solar ha aumentado la complejidad del sistema eléctrico. La mejora de la red eléctrica y el uso de nueva energía en paralelo impulsaron la demanda de baterías de almacenamiento de energía.

La tecnología de almacenamiento de energía de la batería tiene un período de construcción corto, un costo operativo bajo y ningún impacto en el medio ambiente, y se ha convertido en la primera opción para la tecnología de almacenamiento de energía de la red. En la actualidad, los tipos principales de baterías de almacenamiento de energía son: baterías de sodio-azufre, baterías de vanadio, baterías de litio, baterías de plomo-ácido y similares.

Las baterías de litio han aumentado aún más en la proporción de baterías de almacenamiento de energía industrial. Las baterías de litio tienen una energía y una densidad de energía específicas más altas, una tasa de autodescarga baja, sin efecto memoria y sin contaminación para el medio ambiente, y todos los aspectos del rendimiento son superiores a otros tipos de baterías de almacenamiento de energía. Según las estadísticas de big data de la batería de litio,

En 2016, la base instalada de baterías de iones de litio representó el 62% de las baterías de almacenamiento de energía. Sin embargo, la capacidad instalada de almacenamiento de energía electroquímica es todavía pequeña. La capacidad instalada total en 2016/2017 es de 0,1 / 0,12 GWh, y la capacidad instalada de las baterías de litio de almacenamiento de energía es de 0,063 / 0,086 GWh.

La utilización potencial de la escalera de la batería eléctrica es enorme. Cuando la capacidad restante de la batería de potencia del vehículo de nueva energía se reduce al 70% -80% de la capacidad inicial, no podrá cumplir con los requisitos aplicables del vehículo.

Sin embargo, la batería de energía fuera de servicio ha sido probada, revisada y reorganizada, y todavía tiene la capacidad de usarse en áreas como la fuente de alimentación de reserva y el almacenamiento de energía con condiciones de funcionamiento relativamente buenas y requisitos de rendimiento de batería bajos. Se espera que el mercado de baterías de almacenamiento de energía aproveche la oportunidad de las escaleras de baterías eléctricas para marcar el comienzo de un rápido crecimiento.

A partir de 2018, entrará en el mercado el primer lote de baterías automotrices nacionales. Según Geshi Automobile Report, la industria espera que la batería de energía "desechable" sea de 14.03GWh en 2018, y el valor de reciclaje de la batería de litio es de 0.3 yuanes / Wh. El mercado de reciclaje de baterías de litio se acerca a los 5 mil millones de yuanes.

Para 2020, este mercado superará los 10 mil millones de yuanes, y la chatarra será aproximadamente 20 veces mayor que la de 2016.

La demanda de baterías de litio está aumentando, lo que impulsa el crecimiento de la industria de materiales de ánodos

La principal aplicación de la batería de litio de potencia.

Las baterías de litio se utilizan ampliamente en el mercado de baterías eléctricas debido a su alta energía específica, sin efecto memoria y tecnología madura, y están impulsadas por políticas industriales y factores de mercado de ahorro de energía y reducción de emisiones.

En la actualidad, las baterías eléctricas de litio se utilizan comúnmente en bicicletas y vehículos eléctricos; Las baterías de energía desechadas también se pueden desmantelar y reciclar, y entrar en el campo del almacenamiento de energía mediante el uso de escaleras.

La tasa de penetración de las bicicletas eléctricas de litio todavía tiene margen para aumentar

La producción de bicicletas eléctricas con batería de litio aumentó significativamente de 1,17 millones en 2011 a 3,18 millones en 2014, con una tasa de crecimiento compuesto anual promedio del 40% y una tasa de penetración del 4% al 9%. Sin embargo, la demanda de bicicletas eléctricas se ha saturado y la producción total ha comenzado a caer.

Por razones de precio, las baterías de plomo-ácido todavía están dominadas por el mercado y la tasa de penetración de las baterías de litio tiende a ser estable, manteniéndose en torno al 9%. Según las estadísticas incompletas de la Asociación de Bicicletas de China, de enero a julio de 2017, la producción nacional de vehículos eléctricos fue de 21,63 millones de unidades y la tasa de penetración de bicicletas eléctricas de litio fue de aproximadamente el 8%.

Con la mayor disminución en el costo de las baterías de litio en el futuro, la tasa de penetración en el mercado de las bicicletas eléctricas de iones de litio tendrá cierto margen de crecimiento.

La política se beneficiará y la industria automotriz de nueva energía seguirá en auge.

El "Plan de desarrollo de la industria de vehículos de nueva energía y conservación de energía" del Consejo de Estado requiere que en 2020 la capacidad de producción de vehículos de nueva energía de China alcance los 2 millones de unidades, con una producción acumulada y ventas superiores a los 5 millones de unidades.

Con el fin de desarrollar vigorosamente la industria del automóvil de nueva energía, los gobiernos de China en varios niveles han emitido una serie de políticas de apoyo, como subsidios para vehículos de nueva energía, subsidios para la construcción y operación de pilas de carga e impuestos de compra, tarifas de carreteras y puentes. y tarifas de estacionamiento para consumidores, licencias y otros subsidios preferenciales.

En 2017, China produjo 794.000 vehículos de nueva energía y vendió 777.000 vehículos, un aumento interanual de más del 50%.

Impulsada por el brote aguas abajo, la capacidad instalada total de baterías eléctricas en China alcanzó los 36,23 GWh en 2017, un aumento interanual del 29,4%.

Se prevé que la tasa de crecimiento anual compuesta de vehículos de nueva energía alcanzará el 38% de 2018 a 2020. En 2020, la producción de vehículos de nueva energía alcanzará los 2,10 millones, lo que corresponde a la demanda de baterías de energía de 101,1 GWh.

El rápido aumento en la producción de vehículos de nueva energía ha impulsado el rápido crecimiento continuo del mercado de baterías de litio. Desde 2015, la capacidad instalada de las baterías eléctricas en el mercado del transporte ha superado al mercado de la electrónica de consumo, convirtiéndose en el campo de aplicación de baterías de litio más grande. Se estima que para 2020, la demanda de baterías de litio de energía doméstica alcanzará los 109,2GWH.

La batería de potencia impulsa el rápido crecimiento de la demanda de material de ánodo

Según nuestra previsión, el crecimiento de la demanda de electrónica de consumo se estabilizará a un nivel más bajo en el futuro, la capacidad instalada en el sector de almacenamiento de energía será menor y la demanda de baterías eléctricas será la principal fuerza impulsora del alto crecimiento. tasa de la industria de las baterías de litio.

Se estima que para el 2020, la demanda de baterías de litio eléctricas alcanzará los 109,2GWh, la demanda total de baterías de litio alcanzará los 151,6GWh y la demanda de materiales anódicos llegará a 8,9 / 133.000 toneladas.

Según el precio medio de 60.000 yuanes por tonelada, el mercado nacional de materiales de ánodos estará cerca de los 8.000 millones de yuanes en 2020.Si calculamos la relación de exportación de los materiales de ánodos de China en aproximadamente un 30%, el espacio de mercado alcanzará los 12.000 millones de yuanes. .

Patrón industrial de materiales de ánodo de rutenio

Estructura industrial estable y posición de liderazgo estable

Demanda de grafito artificial

El estado de los materiales del ánodo de grafito es difícil de modificar a corto plazo. En 2017, los materiales de los electrodos negativos enviaron 149.000 toneladas (incluidas las exportaciones), incluidas 10,4 toneladas de grafito artificial, 3,7 toneladas de grafito natural y 0,8 toneladas de otros materiales de electrodos negativos (titanato de litio, materiales compuestos de carbono-silicio, etc.).

Debido al buen desempeño de los electrodos negativos y al excelente desempeño de costos, el grafito artificial y el grafito natural representan el 95% de los envíos totales de materiales de electrodos negativos, y es difícil cambiar la posición a corto plazo.

La proporción de grafito artificial se incrementará aún más. En 2014-2017, la proporción de grafito natural disminuyó del 38% al 25%, mientras que la proporción de grafito artificial aumentó del 56% al 70%. Esto se debe a que el grafito artificial tiene un ciclo de vida elevado, un buen rendimiento y una buena compatibilidad con los electrolitos, por lo que se utiliza principalmente en baterías de litio. Aunque el grafito natural tiene una capacidad específica ligeramente superior a la del grafito artificial, el rendimiento de la velocidad es deficiente y la eficiencia de la primera descarga es baja. Más bajo, más para baterías de litio de consumo.

Gracias al rápido crecimiento de la demanda de baterías de energía para vehículos de nueva energía, la proporción de grafito artificial en el envío de materiales de ánodos aumentará aún más en los próximos tres años.

China y Japón lideran el mercado mundial de materiales de ánodos.

China y Japón son los principales productores y vendedores del mundo, y representan más del 95% del mundo. A nivel mundial, los materiales de ánodo se concentran en China y Japón. La ventaja de China radica en el enriquecimiento de los recursos de grafito. La ventaja de Japón radica en la tecnología avanzada.

Las cuatro principales empresas chinas y japonesas, Shenzhen Beitray, Hitachi Chemical, Shanghai Shanshan y Mitsubishi Chemicals representaron el 67% de la producción mundial. El segundo escalón es también Mitsubishi Chemical de Japón, Japan Carbon y Jiangxi Ziwei Technology Co., Ltd.

La producción de electrodos negativos de China representa más del 60% de la producción mundial. En 2015, la producción mundial de electrodos negativos fue de 110.800 toneladas, de las cuales China envió 72.800 toneladas, lo que representa el 65,7%.

La posición de liderazgo nacional es estable y las ventajas son significativas

La posición de liderazgo en la industria es estable y las ventajas son obvias. En 2016, la producción nacional de materiales de electrodos negativos fue de 118.000 toneladas, de las cuales Betray representó el 21%, las acciones de Shanshan el 19%, Jiangxi Zijing el 15% y CR3 alcanzó el 55%.

La producción de materiales de ánodo de grafito artificial es de 79.000 toneladas, de las cuales Jiangxi Zijing representa el 22%, las acciones de Shanshan el 20%, Shenzhen Snow el 12% y CR3 el 54%. La producción de materiales de ánodo de grafito natural es de 29,900 toneladas, y la proporción de Betray es tan alta como 55%, que es más alta que la suma de otras empresas. Más el segundo (Hunan Xingcheng, 14%) y el tercero (Jiangxi Zhengtuo, 9%), CR3 alcanzó el 78%.

El fuerte y fuerte efecto de acumulación de ventajas es significativo. En el primer semestre de 2017, la producción total de materiales de ánodos domésticos fue de 66.000 toneladas, un aumento del 40% con respecto al mismo período del año pasado. En comparación con la participación de mercado en 2016, los tres principales Betray, Shanshan y Jiangxi Zijing aumentaron 1-3 puntos porcentuales y CR3 aumentó en 7 puntos porcentuales.

Se puede ver que la tasa de crecimiento comercial de las empresas líderes supera el nivel promedio de la industria, la participación de mercado se concentra aún más en las empresas líderes y el efecto de la acumulación de ventajas es cada vez más significativo.

El grafito aguas arriba es rico en recursos y el costo tiene una ventaja natural.

Las reservas de grafito de China ocupan el tercer lugar en el mundo.

Según el "MineralCommoditySummaries2016" publicado por la Oficina Geológica Nacional en 2016, a finales de 2015, las reservas globales probadas de grafito natural demostraron ser de 230 millones de toneladas.

Turquía es la fuente de recursos de grafito más rica del mundo, con reservas probadas de 90 millones de toneladas, que representan el 39,1% del total mundial; seguido de Brasil con reservas probadas de 72 millones de toneladas, que representan el 31,3% del total mundial; China ocupa el tercer lugar Las reservas probadas son de 550 millones de toneladas, lo que representa el 23,9% del total mundial.

Los abundantes recursos minerales de grafito hacen que las empresas de materiales de ánodos de China ocupen la ventaja natural de bajo costo.

Los recursos de grafito de China se distribuyen principalmente en Heilongjiang y Mongolia Interior. Según la Red de Información Industrial de China, a finales de 2015, las reservas probadas de grafito cristalino en China eran de 45.297.300 toneladas, de las cuales Heilongjiang era de 2.155,98 millones de toneladas, lo que representaba el 47%, y las reservas de Mongolia Interior eran de 8.801.700 toneladas, lo que representaba 19%; Se probó el grafito criptocristalino. Las reservas básicas son 81.799 millones de toneladas, incluidas 3.364.300 toneladas en Hunan y 1.603.600 toneladas en Shaanxi.

China es el mayor productor y consumidor de grafito del mundo.

China ha formado seis bases principales de producción y procesamiento de grafito (Jinxi, Heilongjiang, Luobei, Heilongjiang, Pingdu, Inner Mongolia Xinghe, Hunan Yinzhou y Jilin Lanshi), que producen y exportan principalmente productos de gama baja. En 2015, la producción de grafito fue de 860.000 toneladas (incluidas alrededor de 660.000 toneladas de grafito cristalino), lo que representa el 67,7% de la producción mundial. La producción de las seis bases representó el 86% del país.

China es el mayor exportador de grafito del mundo. Casi un tercio de la producción de material de grafito de China se exporta, y alrededor del 80% de los productos de exportación son productos de bajo valor agregado.

De 2000 a 2015, la exportación acumulada de grafito fue de 6,61 millones de toneladas, con un promedio anual de 413.000 toneladas, y el volumen de exportación representó el 30,5% de la producción. En 2015, el volumen de exportación fue de 251.000 toneladas, lo que representa el 79,0% del mundo. Japón es el mayor importador mundial de grafito y representa más del 50% de las importaciones mundiales, de las cuales más del 80% se importan de China. De 2000 a 2015, Japón importó 2,95 millones de toneladas de grafito de China, lo que representa el 44,6% de las exportaciones de China.

Diseño de clientes líderes, rápida expansión de la capacidad de producción.

La industria de las baterías está muy concentrada y el escalón está claramente dividido.

La capacidad instalada de la industria de las baterías eléctricas en 2017 fue de 36,23GWh, un aumento interanual del 29,2%. En términos de participación de mercado, la era Ningde del primer escalón y BYD tienen grandes ventajas y el segundo escalón es relativamente feroz.

(1) El primer escalón: en 2017, la participación de mercado de Ningde Times aumentó en 4 puntos porcentuales, superando a BYD, ocupando el primer lugar; La participación de mercado de BYD cayó 11 puntos porcentuales, pero sigue liderando el tercer lugar, Watmar 9 puntos porcentuales.

(2) El segundo escalón: la participación de mercado de Waterma y Guoxuan Hi-Tech disminuyó; La cuota de mercado de baterías de Bicke aumentó un 2%, ocupando el segundo lugar.

(3) El tercer escalón: la participación de mercado de Tianjin lishen ha aumentado en comparación con el año pasado; La cuota de mercado de Fueng Technology ha aumentado un 2%, situándose en el tercer escalón.

Implementar activamente grifos y expandir rápidamente la capacidad de producción

Todas las principales empresas de materiales de ánodos tienen diseños en los tres primeros escalones de la industria de las baterías de potencia. En particular, Shanshan, Beitui y Jiangxi Ziyan no solo han cooperado con empresas líderes en baterías nacionales, sino que también han sido proveedores de producción en masa de líderes internacionales como Samsung, LG y Panasonic.

Rápida expansión de la capacidad de producción y exceso de oferta de materiales de ánodos

La industria de materiales de electrodos negativos tiene barreras técnicas más bajas y una tecnología relativamente madura. Bajo la expectativa general de la alta potencia de la industria de las baterías de energía posterior, las principales empresas de materiales de electrodos negativos han invertido en la creación de nueva capacidad y nuevas empresas han entrado en la industria de materiales de electrodos negativos.

Sin embargo, según las estadísticas de la red de litio, la capacidad total de los materiales del ánodo de la batería de litio de China en 2017 fue tan alta como 370,000 toneladas, mientras que la producción total fue de solo 185,000 toneladas. La tasa de utilización de la capacidad promedio de la industria de materiales de ánodos fue solo alrededor del 50%.

Tendencias industriales

La alta densidad de energía y la carga rápida son tendencias tecnológicas futuras

La política y el mercado necesitan soluciones tecnológicas de carga rápida de alta energía

En términos de políticas nacionales, los cuatro ministerios y comisiones del Ministerio de Industria y Tecnología de la Información expresaron claramente en el Plan de Acción para Promover el Desarrollo de la Industria de Baterías de Energía Automotriz: En 2020, la energía específica de las celdas de baterías de iones de litio es> 300Wh. / kg, y la energía específica del sistema es 260Wh / kg.

El rendimiento de los materiales de ánodo de grafito está cerca de su límite teórico, y la solución técnica de los materiales de grafito como ánodos no puede cumplir con este requisito.

En 2018, el "Aviso sobre el ajuste de los subsidios financieros para la promoción y aplicación de vehículos de nueva energía", los subsidios financieros corresponden a los requisitos de rendimiento de energía de la batería, rango de crucero y otros requisitos de rendimiento, y se incrementan los requisitos de rendimiento de la batería, alentando industria para desarrollar baterías con solución de alta densidad de energía. En términos de la demanda de los clientes del mercado, la comodidad de carga de la batería de litio y el alcance de crucero son factores importantes que afectan la experiencia del cliente.

El rango de crucero promedio de los modelos de automóviles de pasajeros eléctricos puros en los "Modelos recomendados para vehículos de nueva energía (3er lote de 2018)" ha superado los 350 km. Sin embargo, el tiempo medio de carga de un vehículo de nueva energía es de aproximadamente 5 a 8 horas, y el tiempo de carga rápida es de aproximadamente 1 a 2 horas.

En comparación con los vehículos de energía tradicionales, los vehículos de nueva energía tienen mucho margen de mejora en términos de facilidad de uso, especialmente en términos de alta densidad de energía y rendimiento de carga rápida de las baterías.

El titanato de litio todavía ocupa un asiento, excelente rendimiento de carga rápida

El titanato de litio tiene un excelente rendimiento de carga rápida. El titanato de litio tiene un canal de difusión de iones de litio tridimensional peculiar de la estructura de la espinela y, por tanto, tiene excelentes características de potencia. El coeficiente de difusión de los iones de litio en los cristales de titanato de litio es de 2x10-8 cm2 / s, que es un orden de magnitud superior al de los ánodos de grafito. La velocidad de carga de la batería de titanato de litio puede alcanzar los 10-20 ° C, mientras que la relación de carga del material de ánodo de grafito ordinario es de solo 2-4 ° C.

El titanato de litio se usa ampliamente en autobuses eléctricos y almacenamiento de energía. La batería de titanato de litio tiene una alta seguridad, un ciclo de vida prolongado, un amplio rango de temperatura de funcionamiento y se puede cargar y descargar rápidamente. Por lo tanto, se utiliza en vehículos comerciales eléctricos (autobús, tránsito ferroviario, etc.), mercado de almacenamiento de energía (modulación de frecuencia, calidad de la red eléctrica, parque eólico, etc.) e industria. El campo (maquinaria portuaria, carretillas elevadoras, etc.) es muy utilizado.

Zhuhai Yinlong, un fabricante nacional de vehículos de nueva energía, también utiliza titanato de litio como una solución de tecnología de batería negativa.

Los compuestos de silicio, germanio y carbono tienen una alta densidad de energía y se convertirán en la dirección futura de los materiales de ánodos.

El material de silicio tiene una alta capacidad específica y se puede cargar rápidamente, lo que tiene las mayores perspectivas de desarrollo. La densidad de energía teórica del grafito es de 372 mAh / g, mientras que la densidad de energía teórica del silicio supera 10 veces, hasta 4200 mAh / g. El uso de materiales de silicio como negativos de la batería para aumentar la densidad de energía de la batería se ha convertido en una de las direcciones reconocidas en la industria.

El material de ánodo compuesto de silicio-carbono del fabricante chino de material de electrodo negativo Betray se ha producido en masa, y el cliente es Samsung de Corea del Sur.

Todavía existe un cuello de botella en la producción masiva de materiales de silicio y la tendencia de los compuestos de silicio y carbono va en aumento.

El cuello de botella en el uso de materiales de silicio es el bajo rendimiento del ciclo: la alta relación de expansión de las partículas de silicio en la desintercalación de litio (la carga negativa de silicio y la expansión de descarga pueden alcanzar el 360%, mientras que el grafito ordinario es solo el 10%), lo que provoca el electrodo negativo decaiga rápidamente durante el ciclo. El crecimiento continuo de la película SEI en la superficie de las partículas de silicio provoca un consumo irreversible del electrolito y los iones de litio.

En la actualidad, una solución técnica relativamente madura es utilizar un material de carbono que tenga un efecto de volumen pequeño y una buena estabilidad de ciclo como portador, e incorporar un material de silicio que tenga una alta capacidad específica como cuerpo activo principal para sintetizar un material compuesto de carbono de silicio. Los compuestos de silicio-carbono pueden tener el efecto negativo de reducir la expansión de volumen de los materiales de silicio durante la carga y descarga.

El proceso de compuesto de carbono de silicio está recubierto, dopado e incrustado. Tesla utiliza una solución de tecnología de siloxano recubierta de carbono. Al agregar un 10% de materiales a base de silicio al grafito artificial, se han aplicado materiales compuestos de silicio-carbono al modelo de producción Model3. La batería tiene una densidad de energía de 300 wh / kg y una capacidad de batería de 550 mAh / go más.

El precio del material del ánodo de grafito de bismuto se aprieta por aguas arriba y aguas abajo

Proceso del material del ánodo de grafito y composición de costos

La industria de materiales de ánodo de grafito tiene un umbral bajo, y el margen de beneficio bruto se encuentra en el medio de los cuatro materiales principales de las baterías de litio (material positivo, material de ánodo, electrolito y separador), que es de aproximadamente 25% -35%.

Las principales empresas de ánodos han formado sus propias rutas técnicas en la producción a largo plazo, con diferencias en la selección de materias primas y el diseño del proceso. Esta diferencia ha llevado a algunas empresas a establecer ventajas únicas en la gestión de procesos de producción y control de costes, ganando en la competencia.

El proceso de producción de materiales de ánodo de grafito natural es más simple que el del grafito artificial.

Las materias primas son principalmente mineral de grafito, grafito en escamas y grafito esférico. Se convierten en materiales de ánodo de grafito natural mediante recubrimiento, carbonización, dispersión, grafitización, tamizado y modificación.

Las materias primas de los materiales de ánodo de grafito artificial son principalmente grafito natural, coque y asfalto, que se obtienen a través de una serie de procesos como trituración gruesa, trituración, modificación, modelado y grafitización.

El proceso de grafitización tiene un alto consumo de energía y estrictos requisitos de protección ambiental, por lo que la mayoría de las empresas optan por la subcontratación de procesos.

Dependiendo del tipo de producto, la adquisición de materia prima representa alrededor del 25-35% del costo por tonelada de materiales de ánodo, y el costo del procesamiento de subcontratación de grafitización puede alcanzar el 50% -65%. La producción de grafito natural también requiere grafitización.

Oportunidades de la industria

1. Desarrollar materiales de alta tecnología y promover la modernización industrial. La industrialización de materiales compuestos de silicio-carbono para empresas de materiales de ánodos ha comenzado a tomar forma. Betray ya ha logrado el suministro masivo a Samsung de Corea del Sur, que tiene una capacidad de 1,000 toneladas por año; Shanshan, Jiangxi Zhengtuo, Shenzhen Snow y otras empresas tienen planes para la producción en masa de materiales de carbono de silicio.

2. Integrar verticalmente la cadena de suministro para controlar los riesgos de costos. Betray está involucrado en la industria de materias primas de grafito. En 2017, aumentó su participación en Jixi Changyuan Mining al 65% para garantizar el suministro de grafito. Shanshan y Betray tienen una capacidad anual de procesamiento de grafitización de 7.000 toneladas y 5.000 toneladas, respectivamente. La ventaja del control de costos es obvia.

3. Los clientes líderes en diseño reducen los riesgos de competencia posteriores. Se determina el crecimiento líder del downstream, y las empresas de materiales de electrodos negativos están desplegando activamente empresas líderes en baterías, como CATL, BYD y Guoxuan Hi-Tech.

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