硅碳负极系列5材料公司专家交流纪要20240703

·目前硅碳负极在消费电子领域的应用主要集中在手机上，去年主要在荣耀、华为和小米的旗舰机型上使用，每个手机的添加量大约为1克，负极添加比例为5%。 去年下半年开始量产，全年用量约为六七十吨。 今年上半年，所有手机品牌都开始使用该产品，并将其应用扩展到终端机型，添加比例也提升到10%左右，预计今年的用量将达到20硅碳负极系列5-材料公司专家交流纪要20240703 ·目前硅碳负极在消费电子领域的应用主要集中在手机上，去年主要在荣耀、华为和小米的旗舰机型上使用，每个手机的添加量大约为1克，负极添加比例为5%。 去年下半年开始量产，全年用量约为六七十吨。 今年上半年，所有手机品牌都开始使用该产品，并将其应用扩展到终端机型，添加比例也提升到10%左右，预计今年的用量将达到200吨。 ·动力电池领域的应用进展较慢，主要原因是验证周期长和材料产能不足。目前行业普遍的单批次产量在20公斤左右，无法满足汽车电池包的需求。 此外，材料成本和批次间的稳定性也需要进一步优化。预计动力电池的大规模应用要到2025年底或2026年。 ·目前手机用硅碳负极材料的供应商主要有三家：七十四、天幕和一家国内知名材料公司。天幕和该材料公司各占40%左右的市场份额，七十四占10%到20%。 天幕主要供货给ATL，而该材料公司则供货给所有消费电子厂商，除了CATL以外。 ·在动力电池领域，宁德时代、比亚迪、亿纬锂能、远景能源和蜂巢是主要的潜在客户。宁德时代目前进展较快，但还未完全定下来。 比亚迪主要与该材料公司合作，亿纬锂能则在多条路线并行推进。远景能源和蜂巢也在测试和导入阶段。 ·硅碳负极材料的毛利率在15%到40%之间，甚至可以接近50%。目前手机用硅碳负极的价格在70到80万元/吨。 材料的成本主要由多孔碳和硅材料组成，当前成本大约在40万元/吨左右。未来随着规模化生产，制程成本有望进一步降低。 ·多孔碳的生产方法主要有两种：化学法和物理法。 化学法涉及强酸强碱的使用，成本较高且不易大规模量产。 物理法则利用水蒸气或二氧化碳造孔，技术难度较大但更适合大规模生产。该材料公司主要采用物理法，并已实现500公斤级设备的稳定生产。 ·硅碳负极材料在消费电子领域的渗透率预计将逐年提升，2024年有望达到20%，添加量也将增加到两克以上。 长期来看，消费电子领域有望实现30%到40%的添加量，但需要技术上的进一步突破。 ·动力电池领域的应用前景广阔，但需要解决产能、成本和稳定性问题。 预计到2025年底或2026年，硅碳负极材料将在高端车型和部分旗舰车型上实现大规模应用。未来的价格目标是控制在20万元/吨以内，以实现大规模量产。 ·贝特瑞、深山和子晨是主要的竞争对手。 贝特瑞主要走研磨法路线，技术上有一定积累，但未投入太多精力在气象硅碳上。深山内部问题较多，短期内难以赶上。 子晨进展较快，预计一年内能追上。 ·行业内普遍从椰壳炭转向树脂炭，主要因为树脂炭在性能和一致性上更具优势。椰壳炭作为生物质材料，成本较低但难以控制形貌和孔径分布。 树脂炭则可以通过后天设计孔结构，实现更高的性能和一致性。 A：硅碳负极材料主要分为三种：研磨法硅碳、硅氧和气象沉积硅碳。 研磨法硅碳最早量产，主要应用于圆柱电动工具电池，但其循环膨胀和容量问题限制了其在汽车上的应用。 硅氧负极循环膨胀较小，已在汽车和无人机等领域开始应用。 气象沉积硅碳材料成熟和量产较晚，主要集中在去年上半年，目前主要用于手机，并在其他领域进行测试和导入。 A：在消费电子领域，特别是手机中，主要使用气象沉积硅碳负极材料。 去年主要在荣耀、华为和小米的旗舰机型中使用，每部手机添加量约为1克，负极添加比例为5%。去年下半年气象沉积硅碳的总用量约为六七十吨。 今年上半年，所有手机品牌开始使用该材料，并将其下放到终端机型中，添加比例也将提升到6%-10%。 预计今年国产手机的渗透率可达10%，总需求量接近200吨。A：目前在手机领域供应硅碳负极材料的主要有三家公司：74、天幕和我们公司。 74占比10%-20%，天幕和我们各占40%左右。上半年天幕供应较多，下半年我们供应较多。 我们公司主要向所有消费电子品牌供货，除了CATL外，其他品牌我们是唯一供应商。与OPPO有直接绑定，其他手机厂商则根据电芯供应商的选择使用相应的材料。 A：硅碳负极材料的毛利率在15%-40%之间，甚至可达50%。目前在手机中的售价为70-80万元/吨。CATL的价格稍贵，但差距不大。 A：目前硅碳负极材料在手机中的添加比例为5%，每部手机用量约为1克，成本约为0.8元，对手机整体成本影响很小。 这也是该材料可以卖得较贵的原因。 未来，随着添加比例的提升，成本占比可能会有所增加，但仍然不会对手机整体成本产生显著影响。A：目前，硅碳负极在消费电子中的需求较高，预计可以实现100%的添加量。 然而，在乘用车动力电池中，需求并不如消费电子高。 技术层面上，短期内硅碳负极的添加量可以达到30%-40%，未来若要超过50%则需要技术上的重大突破甚至更换新材料。 预计到今年年底，硅碳负极的添加量希望能达到10%，明年则希望提升至15%，每年增加约5%。A：虽然有些电池企业和终端在开发100%使用硅碳负极的电池，但能量密度的提升并不是 线性增加的。 例如，在10%的添加量下，压实密度可能达到1.75，而在100%添加时，压实密度可能降至1 .2-1.4。 因此，能量密度的提升并非与添加量成正比。A：手机电池的膨胀主要受限于电芯的厚度变化。 手机厂和电池厂之间需要进行权衡和谈判。 最初，纯石墨体系下的电池膨胀控制在8%左右，逐渐放宽到10%。目前，使用硅碳负极的电池膨胀可以控制在12%以内。 手机厂若愿意释放更多空间给电池膨胀，添加比例可以提高，但电池厂也需通过技术进步控制膨胀。A：电池膨胀有两种：初期膨胀和循环过程中带来的膨胀。 初期膨胀主要由材料本身的膨胀引起，而循环过程中膨胀则由副反应和SEI增厚引起。 控制膨胀的方法包括：改进材料界面结构，减少副反应；通过包覆技术提高稳定性；降低初期膨胀，例如通过优化颗粒内部结构，增加膨胀空间，减小硅颗粒尺寸等。 A：明年，更多的手机品牌将采用硅碳负极。 预计国内五大手机品牌今年都会使用硅碳负极，而三星和苹果等国际品牌尚未开始使用。苹果计划在2026年采用硅碳负极，若进展顺利，可能在2025年提前使用。 A：今年硅碳负极材料在手机中的渗透率大约为10%，添加量在1到2克之间。预计明年渗透率将提高到20%，添加量也将增加到两克以上。 整体需求量可能会达到四五百吨，比今年翻倍还多。A：硅碳负极材料在动力电池中的应用进展较慢，主要原因有两个：一是验证周期较长，手机 导入时间大约一年，而汽车需要两到三年；二是目前材料的产能和成本还不够，单批次产能普遍在20公斤左右，无法满足汽车电池包的需求。 此外，批次之间的稳定性也需要进一步提升。 预计动力电池的大规模应用可能要到2025年底或2026年。A：半固态电池中硅碳负极材料的添加比例大约在15%到20%。 液态电池上车时，添加比例预计在10%左右。 A：在100度电池包中，添加10%的硅碳负极材料大约需要六到七公斤。A：动力电池大规模量产时，硅碳负极材料的售价需要接近石墨的六倍左右，即每吨20万元 以内，才能被下游接受。 初期应用主要在高端车型，对成本敏感度较低。A：目前行业内普遍使用20公斤的炉子，月产能约20吨。 我们公司是唯一一家大规模设备稳定生产和出货的企业，月产能约40吨。A：公司有扩产计划，现有两条生产线：一条20公斤的线，月产能9到10吨；另一条千吨 级的线，月产能八九十吨。 此外，公司正在建设年产8000吨的生产线，预计明年下半年投产。A：公司计划在今年年底前投产一条2000吨的生产线，后续将根据市场需求逐步扩展。 每条2000吨的生产线将作为一个标准模块，未来的扩产将通过增加这种标准模块的数量来实现。例如，1万吨的产能将需要五条2000吨的生产线，2万吨的产能将需要十条。 A：如果公司自己制造设备，2000吨生产线的设备成本大约在3000万到4000万元之间；如果外购设备，成本可能会增加到5000万到6000万元。 因为生产工序相对简单，主要包括沉积包覆和一些常规的分级、储存和包装工序，所以固定资产投入不会很大。 A：是的，公司自行制造设备。 这是因为目前行业内的大型设备还不成熟，公司是第一家实现设备放大的企业。A：目前硅碳材料的成本控制在15万元以内，具体取决于材料的质量和供应情况。 生产成本包括材料成本、设备折旧、能耗和人员工资等。以2000吨的生产线为例，制程成本大概在六七万元左右。 目前行业内的硅碳材料售价大约在70万元左右，毛利率约为40%，因此成本大约在40万元左右。Q：硅碳厂商的直接下游客户是哪些？ 添加硅碳对电池负极的生产工艺有哪些影响？A：硅碳厂商的直接下游客户主要是电池厂商。 添加硅碳对电池负极的生产工艺有以下影响：首先，硅碳负极在制程中容易产气，特别是内部的纳米硅与水反应会产生氢气。 解决办法是材料端的包覆要完整，减少裸露的纳米硅。 其次，在工艺端需要不断抽真空以排除气泡，避免在涂布时产生过多气泡。 此外，传统的石墨原浆工艺采用半干法，高剪切力可能会破坏硅碳材料的包覆层，因此需要对工艺进行调整以提高良率。 A：硅碳负极材料的价格需要降到10万元左右才能大规模应用。目前归还的价格已经达到12万元，因此价格已经不是主要的制约因素。 关键在于多孔碳的成本和研发摊销，这些才是影响硅碳材料大规模应用的主要因素。A：贝特瑞、深山等大厂的技术追赶情况各不相同。 深山由于内部管理问题，短期内追赶难度较大。 贝特瑞由于路线选择和内部重视程度问题，可能需要一到两年时间。子晨则发展较快，预计一年内能追上公司的技术水平。 A：除了价格外，制约硅碳负极材料产业化的主要因素是制程端的成本问题。 多孔碳的降本问题不大，但制程端的降本需要规模化和设备放大，这些是目前较大的挑战。A：目前行业普遍转向树脂类多孔碳，主要原因是椰壳炭在成本和性能上存在局限性。 椰壳炭的形状和孔径分布难以控制，导致性能不佳。 此外，生物质材料一致性差，难以实现大规模量产的一致性控制。相比之下，树脂类多孔碳在性能和成本控制上更具优势。 A：天幕选择的是椰壳炭路线，而海外友商则选择了树脂类多孔碳路线。A：天目公司目前在多孔碳的生产上主要依赖外购，即使他们转向数字碳，仍然是外购的。 关键步骤在于多孔碳的开发和生产，如果不是自己开发的，竞争力会受到影响。A：多孔碳的生产有两种方法：化学法和物理法。 化学法涉及强碱强酸的使用，难度较大。 我们主要采用物理法，用水蒸气或二氧化碳进行造孔，这种方法不需要化工经验，但技术难度更高。物理法的技术要求更高，但不需要化工背景。 A：友商能否采用物理法生产多孔碳取决于他们的背景和积累。物理法需要高温热处理的经验，而化学法则需要化工经验。 我们在高温热处理方面有积累，所以能做好。友商能否做好，取决于他们的积累在哪方面。A：碱活化方法不适合大规模量产。 首先，碱的用量非常大，其次，需要大量盐酸中和，最后处理氯化钾、氯化钠等副产物也很麻烦。大规模量产时，这些问题会导致可实现性很低。 A：大规模量产指的是上千吨的规模。 比如一年生产几千吨的碳，需要用到几万吨的碱和盐酸，这在实际操作中是不可行的。A：目前我们与宁德时代的合作进展较快，因为他们最初选择了成本更低的椰壳炭路线，但还 未完全定下来。 宁德时代也在测试其他供应商的产品。 此外，我们还与泰和新材、亿纬锂能等公司合作。 亿纬锂能的项目预计2025年上车，远景能源的项目预计