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Q请介绍下钠电负极的工艺路线选择?
A钠离子电池跟锂电机理不太一样,锂电就是石墨类的材料,但是这个不适合钠电材料。
钠电需要的无定型碳,无定型碳里面我们再探索不同的类型,目前商业化的也就两种就是软碳和硬碳,软碳可以用石油焦和无烟煤、沥青,成本有很大优势,但是能量密度一般就是250mah/g,这个是很低的,一般的厂商就是220左右,锂电的人造石墨就可以做到360,另外无烟煤的灰粉和杂质比较高,软碳的制备难度比较低,原材料成本很低,无烟煤也就1000块/吨,沥青也是1-2000元/吨。
市场使用软碳就是为了降本。
钠电其实发展就是为了降本,钠电的结构设计不止看性能也要看价格,所以不能说选择软碳不对,而是头部企业选择软碳成本可以控制在3万以内,销售5万以内,5万就是目前锂电软碳石墨的价格。目前软碳在很低端的应用场景还是有优势的。
但是如果追求更高的应用,能量密度和循环性能比不过三元,但是最好接近磷酸铁锂的170的能量密度,就需要提升性能就是需要用硬碳。
硬碳海外做的比较早,国内贝特瑞有做,杉杉也有储备,国内处于起步阶段,但是做的做好的是日本可乐丽,能量密度350,首次充放电效率95%以上,循环3000次。10年前夏普就开始做,贝特瑞17年就开始供货夏普。
宁德时代是19年发布产品,17年就开发了,选择了可乐丽的产品,磨合了4-5年,选择的路线是生物质,包括无语化学。
他们做生物质是因为他们之前就是做活性炭的。
活性炭用的物质是椰子壳等材料。可乐丽一年也就是2-3000吨,卖的比较贵,锂电池硬碳是20万/吨,钠电池的是15万/吨,这个比高端石墨贵多了。
国内现在学习日本用生物质去做,通过规模化优势降低成本,未来可能做到6-7万的成本。
生物质就是椰子壳或者杏仁壳或者蔗糖等等,现在椰子壳就是去满足活性炭的需求了,所以量肯定是不够的,但是未来如果椰子壳的回收起来,量做起来也还是可以的。
我们之前也有用酒糟等,原材料成本也就是一吨1000元左右,加工费用大概2万,这样的话成本就能大幅降低。钠离子电池比锂电更安全。
硬碳快充更好,硬碳能量密度可以接近360,跟人造石墨差不多,但是可以更高到4-500。
国内中科电气和杉杉也在开发不是基于生物质,而是基于酚醛树脂做硬碳或者类似的高分子材料,也是可以的,但是也有问题,性能可以达到刚才说的指标,来源很丰富,纯度比较高,掌握加工工艺和细节设计可以达到日本可乐丽的水平,但是成本非常高,加热过程中很多碳就挥发掉了,转成硬碳就是10-20%。
如果我的含碳量20%,就是5吨树脂出1吨硬碳,再加上2万的加工费就是7万,这个跟生物质相比没有任何优势。
酚醛树脂必须解决上游原材料的问题,日本的很贵,酚醛树脂含碳量能不能提升以及原材料问题都需要解决,如果成本能到6万以内还可以用,就是成本不能超过锂电池。
目前软碳可以达到降低成本的要求,但是性能差主要用在低端市场。
如果能达到160Wh/kg也可以用到动力,就是比亚迪和宁德做的AB电池。在储能上需要考虑能量密度和长循环,这个必须用硬碳,把成本做到6万以内,无语化学、可乐丽、翔丰华、贝特瑞、伯思格都在走这个路线。
酚醛树脂可以做到这个性能就是价格降不下去,目前成本接近10万。主要的路线就是树脂或者生物质做出容量比较高,首效比较高,循环比较好的硬碳材料。
Q2万的加工费是什么?
A主要是能耗的费用,软碳和硬碳加工工艺不一样,原材料、温度曲线设计不一样,硬碳可能能耗稍微高一点。
Q单吨价值量对标锂电,所以负极用量一样吗?
A锂电是负极1GWH用1000吨人造石墨,钠电是1GWH用1600吨硬碳。
负极使用的量增加了,所以钠电负极的成本更不能做的太大了。未来如果做到4万以内才可以相比锂电有优势,但是以目前的现实情况来看做到6万以内是可能的,4万短期看不到。
Q明年负极这块是不是也有降本的空间?
A现在石墨化的价格按照这周的价格,宁德时代最新的招标是明年人造石墨做到4万以内,4万以内的石墨大部分要占到50%以上。
7万多的以璞泰来的高端快充石墨需求量其实是很小的。50%的人造石墨还是拼价格就是普通石墨。
上半年石墨化价格是2.6万,现在是1.8万。像尚太和紫宸等有石墨化的可能就是压利润,像贝特瑞其他几家没有石墨化的可能就会好一些。
明年人造石墨会出现产能过剩,会打价格战很凶。目前做快充的也就是杉杉、紫宸、中科,按照麒麟电池一般是3C和5C以上就是快充。
Q1600吨的硬碳在实际应用中需要过量多少?
A实际是11.05,负极和正极要有过量一点点,负极比正极便宜,所以一般负极过量。
负极本身能量密度、首效和压实密度都比正极低,所以就会需求多一些,可乐丽是350,一般的330-340,国内也就300多一点。人造石墨首效98%,国内硬碳就是85%,可乐丽的硬碳也就是88%,所以硬碳需求量会大很