Con el fin de satisfacer la demanda de baterías de alta densidad de energía, el electrodo negativo a base de silicio ha entrado en la visión de la industria. Algunos fabricantes han comenzado a diseñar proyectos de producción de electrodos negativos a base de silicio, los primeros en enviar y los fabricantes aceptados por el mercado pueden disfrutar de un alto margen bruto de alrededor del 50%, pero a largo plazo, la aplicación a gran escala depende de la reducción de costos para mejorar la relación calidad – precio.
Se espera que la industria, 2023 a base de silicio negativo comenzará a descargar, y este año ha sentido claramente que la demanda ha cruzado el período de la Plataforma. El electrodo negativo a base de silicio es el beneficiario directo de la batería 4680, y el tiempo de descarga sigue el ritmo de popularización de la batería. En la actualidad, Tesla ha construido su propia línea de producción a pequeña escala de 4680 baterías, Panasonic, LG y otros fabricantes extranjeros están aumentando gradualmente, los fabricantes chinos siguen de cerca la distribución.
La industrialización se acerca.
El electrodo negativo a base de silicio es considerado como el material negativo de la próxima generación de baterías de litio, y se producirá después de muchos años de latencia. Securities times·e Company Reporter noted that the current production of Silicon – based negative Manufacturers are not many, the Competition Pattern is relatively concentrated, some of the production Manufacturers have started a new round of Production Expansion, and several Companies in the pilot, Sample delivery stage.
Bertrand es la primera empresa China en enviar electrodos de silicio a granel. Ren Jianguo, Gerente General de bettery, dijo a Securities times.e. que la empresa tiene una capacidad de producción de electrodos negativos a base de silicio de 3.000 toneladas, que se utiliza principalmente en herramientas eléctricas y baterías de energía, entre las cuales el consumo de baterías de energía representa entre el 60% y el 70%.
El plan de expansión de Bertrand es también el más grande de la industria. Según el anuncio, bettery recientemente llegó a un acuerdo con Shenzhen Guangming District para invertir 5.000 millones de yuan en la construcción de 40.000 toneladas de materiales de ánodo a base de silicio, la primera fase de 15.000 toneladas se completará a finales de diciembre de 2023.
Muchas fábricas tradicionales de materiales de ánodo han comenzado a diseñar electrodos de silicio. Según el anuncio de varias empresas, se ha realizado el suministro por lotes de Ningbo Shanshan Co.Ltd(600884) Shanghai Putailai New Energy Technology Co.Ltd(603659) \ Shenzhen Xfh Technology Co.Ltd(300890) Silicon base Electrode has
También atrae a un grupo de proveedores transfronterizos, entre ellos Shandong Shida Shenghua Chemical Group Company Limite(603026) del material electrolítico principal. The Securities times·e Company Reporter in Dongying Plant field investigation Learned that Shandong Shida Shenghua Chemical Group Company Limite(603026) a phase of 1000 tons of Silicon base negator has entered the Trial Production Phase, the Además, la empresa también planificó una línea de producción de electrodos negativos a base de silicio de 20.000 toneladas, con una inversión total de 730 millones de yuan, que se espera se ponga en funcionamiento en diciembre de 2023.
El principal material de silicona Chengdu Guibao Science & Technology Co.Ltd(300019) Además, el fabricante de baterías de energía Gotion High-Tech Co.Ltd(002074)
En la actualidad, el grafito sigue siendo la corriente principal de los materiales de ánodo, pero la demanda de ánodo a base de silicio ha aumentado notablemente en los últimos dos años. Según los datos de la batería de litio de alta potencia, los envíos de electrodos de silicio – carbono en China en 2020 ascendieron a sólo 6.000 toneladas, lo que representa el 2% de la proporción total de materiales de electrodos negativos para baterías de litio. Se prevé que la demanda de materiales de ánodo a base de silicio será de 22.000 toneladas en 2022, y la tasa de crecimiento compuesto será del 80% entre 2019 y 2022.
China International Capital Corporation Limited(601995) Se espera que la demanda mundial de electrodos negativos a base de silicio alcance las 200000 toneladas en 2025, de las cuales se espera que la permeabilidad de las baterías de consumo alcance el 50%, lo que corresponde a unas 70.000 toneladas de electrodos negativos a base de silicio. La permeabilidad de las baterías cilíndricas y cuadradas alcanza el 35% y el 20%, respectivamente, lo que corresponde a la demanda de aproximadamente 130000 toneladas de electrodos negativos a base de silicio.
Popularization and Application need to be reduced
Antes de llamar a la puerta del mercado, el electrodo negativo a base de silicio no sólo necesita optimizar continuamente el rendimiento, sino también reducir continuamente el costo para mejorar la relación rendimiento – precio.
La capacidad es uno de los índices clave para medir el rendimiento de los materiales de ánodo. Cuanto mayor sea la capacidad, mayor será la densidad de energía de la batería. Después de décadas de desarrollo, la capacidad específica del ánodo de grafito tradicional ha alcanzado 360 ~ 365 Mah / G, muy cerca de la capacidad teórica específica 372 Mah / G, el espacio de elevación es limitado. La capacidad específica teórica del electrodo negativo a base de silicio es de hasta 4.200 Mah / G, lo que significa que el límite máximo de capacidad es diez veces mayor que el del electrodo negativo de grafito.
Por otra parte, el electrodo negativo a base de silicio también tiene algunos problemas, como la expansión del volumen de silicio, la mala conductividad eléctrica y la gran pérdida de carga y descarga por primera vez. Por lo tanto, la mejora de las propiedades de los materiales es en realidad encontrar el equilibrio entre la densidad de energía y la estabilidad. Los productos de ánodo a base de silicio se utilizan ahora para mezclar silicio y grafito.
En la actualidad, la proporción de mezcla de silicio de los productos de producción en masa es inferior al 10% y tiene una tendencia a aumentar gradualmente. El fundador de la verdadera investigación de litio, Michael murcoe, dijo a Securities times·e que la mejor proporción de silicio debe basarse en diferentes áreas, como Panasonic, que una vez aumentó la proporción de silicio, hace unos siete u ocho a ños, ha aumentado al 10 por ciento, y luego bajó la proporción para encontrar un equilibrio Entre los beneficios globales.
Específicamente, el electrodo negativo a base de silicio se divide en el electrodo negativo de silicio – carbono y el electrodo negativo de silicio – oxígeno – carbono. El electrodo negativo de silicio – carbono tiene una alta eficiencia de carga y descarga por primera vez, pero una gran expansión, mientras que el electrodo negativo de silicio – oxígeno – carbono es opuesto. Por ejemplo, Shandong Shida Shenghua Chemical Group Company Limite(603026) Bettery cubre dos variedades, la capacidad específica del electrodo negativo de silicio – carbono es de 650 ~ 1500 Mah / G, mientras que el electrodo negativo de silicio – oxígeno – carbono puede alcanzar 1600 Mah / G.
Dado que la industrialización de los electrodos negativos a base de silicio se encuentra todavía en la etapa inicial, los fabricantes que dan prioridad a la producción en masa pueden disfrutar del efecto premium. Securities times·e Company Reporter Learned that the current Silicon – based negative market price in 200000 ~ 300000 Yuan / ton, compared with 50000 Yuan / ton in the Middle end of the Artificial Graphite Price 4 ~ 6 times higher, The gross rate of 50%.
Sin embargo, a los precios actuales, el electrodo negativo a base de silicio carece de la ventaja de la relación calidad – precio, lo que puede afectar a su aplicación en los vehículos principales. De acuerdo con el cálculo del informe de investigación de China Gold & Metals Research, la densidad de energía de la batería de alta ni 811 se puede aumentar de 280 Wh / kg a 295 Wh / kg utilizando un electrodo negativo de silicio – carbono de 450 Mah / G, y el rango de aumento es de aproximadamente el 5%, que es inferior al rango de aumento del costo del electrodo negativo.
Un pequeño número de vehículos han comenzado a utilizar materiales a base de silicio. El modelo Tesla 3 y otros modelos incorporan una pequeña cantidad de silicio en el electrodo negativo. La versión de 1000 millas está equipada con tecnología de baterías de silicio esponjoso, que puede lograr una vida útil de 1000 kilómetros.
“Esta batería de silicio esponjoso utiliza un electrodo positivo ternario, junto con el material de óxido de silicio negativo, la capacidad de gramo y la proporción de dopaje de silicio son mayores que los modelos existentes en el mercado. En general, el electrodo negativo a base de silicio es el más adecuado para su uso en baterías cilíndricas, Pero tomamos la iniciativa en su aplicación en baterías cuadradas, ya que hemos hecho mejoras en el sistema de materiales de batería, y el diseño de todo el paquete ha introducido la idea de diseño de la batería de cartucho.” Li Jin, Gerente Senior del Centro de tecnología de Guangzhou Automotive, dijo a Securities times.e.
Sin embargo, en general, la proporción de dopaje de silicio en las baterías que utilizan el electrodo negativo a base de silicio es baja, por lo que la ventaja del electrodo negativo a base de silicio no se ha aprovechado plenamente.
Algunas personas familiarizadas con los materiales de ánodo dijeron al reportero de Securities times·e Company que los Electrodos de sustrato de silicio a corto plazo no pueden aportar beneficios intuitivos a los fabricantes, el esquema de dopaje compuesto también es relativamente limitado en el espacio incremental, todavía hay que esperar el avance de la tecnología.
“En comparación con el campo de consumo, las empresas de baterías eléctricas son más sensibles a los costos, y recientemente tienen que hacer frente a la presión del aumento de los precios de las materias primas, el precio actual del electrodo negativo a base de silicio puede ser difícil de aceptar, pero en el futuro, cuando la tecnología esté madura, habrá más empresas que compiten, los precios disminuirán en consecuencia.” Un analista de la industria de baterías de litio le dijo a Securities times.e.
Con un alto margen bruto, los fabricantes de materiales también tienen un margen considerable para hacer beneficios aguas abajo. Shandong Shida Shenghua Chemical Group Company Limite(603026) \ en el informe de viabilidad Ren Jianguo también cree que la relación de rendimiento – precio del electrodo negativo a base de silicio puede alcanzar el mismo nivel que el grafito artificial de alta gama.
“El electrodo negativo a base de silicio tiene un gran espacio de reducción de costos debido al alto consumo de energía en la producción de grafito artificial, y el costo de grafitización representa el 50%, y el electrodo negativo a base de silicio puede evitar este proceso.” Li Jin dijo.
Vale la pena mencionar que la aplicación del electrodo negativo a base de silicio irá acompañada de la maduración de un lote de materiales de apoyo. Con el fin de superar la expansión, mejorar la conductividad eléctrica y la eficiencia de la primera carga y descarga, las baterías que utilizan electrodos negativos a base de silicio deben combinarse con agentes conductores, aglutinantes y agentes de litio. Algunos fabricantes planificaron proyectos de productos de apoyo, y el reciente anuncio de que invertirían 935 millones de yuan en la construcción de 20.000 toneladas / año de agente de litio positivo; Invertir 318 millones de yuan para construir un nuevo tipo de agente conductor de 10.000 toneladas / a ño. Chengdu Guibao Science & Technology Co.Ltd(300019)
4680 viento caliente sopla
En la actualidad, el electrodo negativo a base de silicio se utiliza principalmente en los campos de la electrónica de consumo y las herramientas eléctricas, mientras que el campo de la batería de potencia contiene un mayor espacio incremental, especialmente la próxima batería 4680 se convertirá en el viento caliente que cambiará el mercado.
Tesla lanzó por primera vez 4680 baterías cilíndricas en 2020, nombradas de 46 mm de diámetro y 80 mm de altura. El electrodo positivo de la batería está hecho de un material ternario de níquel alto, combinado con un electrodo negativo a base de silicio, y está diseñado con orejas sin electrodos y electrodos secos, lo que aumenta la vida útil de la batería 2170 en un 16%, la Potencia de salida 6 veces, la energía 5 veces y El costo en un 14%. Musk, CEO de Tesla, dijo que la batería haría posible un coche eléctrico de 25.000 dólares.
En la actualidad, la batería 4680 se encuentra en la víspera de la producción en masa. Tesla anunció el 19 de febrero que la planta de Fremont había producido 1 millón de baterías 4680 en enero y se espera que sea la primera en utilizar el modelo y en el primer trimestre de 2022. Se estima que cada vehículo está equipado con 1.000 baterías, y un millón de baterías puede satisfacer la producción de 1.000 modelos y.
Además de la línea de producción, Tesla también trabaja con proveedores. Tanto Panasonic como LG planean producir 4680 baterías en 2023, la planta de Panasonic en la prefectura japonesa de Wakayama está introduciendo dos líneas de producción y LG está construyendo una línea piloto.
China también tiene varios fabricantes para empezar a diseñar. Eve Energy Co.Ltd(300014) \ \ Además, la batería bike también está llevando a cabo el desarrollo de la aplicación de la batería cilíndrica grande de orejas de polo completo, se espera que en 2022 el lanzamiento del estándar de producción en masa.
Además, según la información de la industria, se han previsto 8 líneas de producción de baterías de 4.680, con un total de 12 GWh. El costo de la aplicación del electrodo negativo a base de silicio es demasiado alto. Si la densidad de energía puede alcanzar 550 Wh / kg, significa que la aplicación del electrodo negativo a base de silicio está madura. Un desarrollador de electrodos negativos a base de silicio dijo a Securities times.e.
Cabe señalar que algunas de las 4680 baterías de China no son exactamente iguales a la tecnología Tesla. “Si es s ólo un cambio de tamaño, entonces la batería 4680 se puede hacer rápidamente, algunos 18650 fabricantes de baterías han tratado de hacer algunos envíos de productos sin orejas en los últimos a ños, pero si se mezclan con muchas nuevas tecnologías como Tesla, no es fácil.” Dice el Sr. Murcoe.
Los fabricantes de electrodos negativos a base de silicio han comenzado a apuntar a los clientes destinatarios de las baterías de energía. Shandong Shida Shenghua Chemical Group Company Limite(603026) \
Los investigadores esperan que los fabricantes chinos hagan un seguimiento de Tesla 4680 aproximadamente un a ño después de su producción. El punto de tiempo de la descarga del electrodo negativo a base de silicio en el campo de la batería de potencia es de alrededor de 2023, cuando puede haber una brecha de capacidad. “Desde este a ño, la fábrica de baterías de cabeza ha comenzado a interactuar con los fabricantes de electrodos negativos con frecuencia para entender el progreso de la mejora del rendimiento de los materiales.”
La creciente demanda descendente de este año es un sentimiento común entre muchos fabricantes. Ren Jianguo también dijo que en los últimos a ños todo el tamaño del mercado se encuentra en una etapa de plataforma, este año comenzó a mostrar signos de escalada incremental. China no ha visto una línea de producción madura de 4680, y el extranjero ha comenzado a aumentar gradualmente, el ánodo a base de silicio de bettery es actualmente el principal proveedor de clientes extranjeros.
A largo plazo, la aplicación de electrodos negativos a base de silicio no se limita necesariamente a las baterías 4680. Los analistas de la industria del litio dijeron que las baterías cilíndricas, cuadradas y flexibles tienen la mayor consistencia en las tres rutas de la batería, por lo que se pueden utilizar algunos materiales más radicales, mientras que las baterías flexibles tienen el menor factor de Seguridad, por lo que deben utilizar los materiales más seguros. Si las mejoras tecnológicas pueden controlar eficazmente el coeficiente de expansión del electrodo negativo a base de silicio, se pueden utilizar baterías cuadradas y flexibles.
En aplicaciones de extremo a extremo, dijo Li, Guangzhou Automotive está tratando de utilizar el ánodo de silicio en más modelos, otras empresas de la industria también tienen planes. A corto plazo, el electrodo negativo a base de silicio se limitará a los modelos de gama media y alta, pero con la reducción de costos de los materiales, se espera que se aplique a más vehículos principales.
