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ATL聯(lián)手上海洗霸加碼多孔碳,硅碳負極商業(yè)化“快進”

04/20 10:00
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百公斤級流化床設備開啟交付。

近期,寧德新能源(ATL)對上海洗霸子公司山東復元的戰(zhàn)略投資,以及百公斤級流化床設備的交付,標志著新型硅碳負極所需的關鍵原料和設備供應正加速成型。

首先在多孔碳領域,資源整合與市場拓展正在提速。

上海洗霸4月17日公告,擬通過股權轉讓及定向增資的方式,為其專注于有序介孔碳的子公司山東復元引入戰(zhàn)略投資者寧德新能源(ATL)。交易完成后,ATL將持有山東復元19%股權。

山東復元的技術來源于復旦大學趙東元院士團隊,其介孔碳產品孔徑界定在2至50納米之間,在比表面積和孔道連通性上具備優(yōu)勢。

該公司表示,其產品已初步通過材料、電芯和終端三個維度客戶的驗證,并在上海嘉定建成了10噸/年的有序介孔碳材料中試示范線,獲得了多家頭部企業(yè)的持續(xù)性訂單。

ATL的入股,不僅為該介孔碳材料帶來重要客戶背書,也反映了硅基負極在消費電子領域擴大應用的趨勢。

同時,多孔碳產能擴張也在進行中。

元力股份公告,擬將原計劃用于“南平元力環(huán)保用活性炭建設項目”的募集資金約2.21億元人民幣,變更用于“年產2000噸多孔碳建設項目”。

該項目位于福建南平,由其全資子公司元力新能源碳材料(南平)有限公司實施,計劃建設四條年產500噸生產線,分兩期建設,預計2026年5月全部建成。

據(jù)了解,元力股份主要生產生物質基多孔碳,利用木材等天然生物質為原料,通過等工藝生產。

圣泉集團則是樹脂基路線的代表,該公司此前宣布其1000噸/年多孔碳生產線計劃于2025年2月建成并陸續(xù)完成調試投產。

多孔碳通過其結構緩沖硅的體積膨脹,對提升硅碳負極的循環(huán)穩(wěn)定性、壽命和能量密度至關重要??梢钥闯?,傳統(tǒng)活性炭廠家是硅碳負極所需多孔碳的主要供應商。

同時市場存在不同技術路線,如元力股份的生物質基(成本較低)和圣泉集團代表的樹脂基(性能較優(yōu))。

圣泉集團此前也宣布其1000噸/年樹脂基多孔碳產線于今年2月建成投產。

可以看到,傳統(tǒng)活性炭企業(yè)正成為硅碳負極所需多孔碳的主要供應商,并通過技術迭代和規(guī)?;a推動成本下降。

其中,樹脂基憑借性能優(yōu)勢主攻高端市場,并尋求通過降本向下滲透;生物質基則依靠成本優(yōu)勢占據(jù)中低端市場,并致力于通過性能提升向中高端滲透。

在生產設備方面,關鍵的流化床反應設備也取得突破。相比傳統(tǒng)的回轉窯工藝,流化床可實現(xiàn)更高的硅烷利用率和產品均勻性。

此前行業(yè)主流設備多為20公斤級別,單臺價格約65萬元人民幣,若要達到200噸年產能則需要約200臺設備,對應龐大的設備投入,且小規(guī)模設備易導致批次間性能波動,產品穩(wěn)定性、一致性和生產效率難以保證。

而今年以來,行業(yè)內已出現(xiàn)百公斤級流化床設備交付的消息。

設備制造商貝億特于3月底宣布,其百公斤級氣相沉積硅碳流化床設備已正式交付行業(yè)頭部客戶,并表示首批300公斤及500公斤級設備正在生產中。

另一家專注于流化床氣相沉積設備的初創(chuàng)企業(yè)蘇州紐姆特,則在4月初宣布完成B輪融資,投資方包括國泰君安創(chuàng)投、中金資本等。市場信息顯示,紐姆特也已開發(fā)出百公斤級量產流化床設備。

氣相沉積工藝和設備的進步,最終也將助力固態(tài)電解質包覆、碳納米管沉積、納米粉體包覆等其他技術的實際應用。

以上在多孔碳材料和關鍵生產設備上的進展,與市場對高性能電池日益增長的需求密切相關。

受寶馬等車企推動,硅碳負極搭配高鎳三元正極于大圓柱電池,有望迎來在高端電動車型的應用,加速動力領域的商業(yè)化落地。

同時,人形機器人、eVTOL等新興高比能應用場景,也對硅基負極產生需求,推動其市場從零走向規(guī)?;?。

行業(yè)已迭代至采用化學氣相沉積(CVD)法制備硅碳負極,以滿足更高的能量密度和循環(huán)壽命要求。

CVD工藝能將硅粒徑精確控制在10納米以內并實現(xiàn)均勻包覆。采用該技術的硅碳負極,相較于硅氧負極可實現(xiàn)更高克容量(頭部企業(yè)產品可達2000mAh/g)和更優(yōu)的循環(huán)壽命(超過1000次),達到了動力電池的應用門檻。

在CVD硅碳負極的成本構成中,除硅烷氣外,多孔碳和流化床設備正是另外兩大關鍵要素。

多孔碳通過其結構緩沖硅的體積膨脹,而流化床設備則影響著CVD過程的效率和均勻性,百公斤級設備的出現(xiàn)有助于提升量產穩(wěn)定性和效率。

綜上來看,ATL對多孔碳企業(yè)的投資以及百公斤級流化床設備的交付,被視為打通CVD硅碳負極產業(yè)化瓶頸的關鍵步驟,有助于滿足下游應用對高性能負極材料的需求,加速其在高能量密度電池領域的應用進程。

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