石大胜华硅碳负极项目电话会议纪要
猫猫喵喵3
2021-11-22 22:55:13
石大胜华硅碳负极项目电话会议纪要/东吴电新
主持人：近几年石大胜华在横向端和纵向端都做了一些布局和拓展，纵向上包括从溶剂
到电解液，横向上包括液体 6F、添加剂和硅碳负极。硅碳负极是锂电行业中比较前沿的技
术，海外已经有松下和特斯拉开始应用，国内应该会在 2023 年开始有大规模的应用。
公司领导：石大胜华已经基于碳 2 和碳 3 打造碳酸酯系列完整产业链，主要产品为特斯
拉、三星、比亚迪等国内外客户直接或间接提供高端电解液材料；目前公司碳酸酯类产品占
全球市场份额 40%以上，电池级产品占出口总量的 70%以上份额；近年来公司已完成像动力
电池添加剂、硅碳负极等领域拓展。公司形成拥有全部 5 种主要锂电池溶剂、锂盐、添加剂
和硅碳负极的锂离子电池材料体系。
硅碳负极属于比较新型的锂电池负极材料，目前整个行业属于开发的初级阶段，石大胜
华具备一定的技术积累，于 2021 年 3 月启动了 1000 吨/年第一条线的项目建设，11 月初完
成了装置和配套的建设，进入试生产阶段，已经进入客户送样测试工作，后续持续跟踪数据
反馈，主要客户为业内头部电池厂商，尤其关注 4680 电池厂商。公司已经实现硅碳负极四
代技术的全面布局，处于行业内较高水平。
公司专家：
天然石墨经过采矿---分选—提纯---球化---包覆等一系列工序后，加工成为适用于锂离子
电池的负极材料。
硅碳负极简介
人造石墨负极和硅碳负极复配使用。硅基负极材料属于特种负极里面的一种。经过二十
多年发展，现阶段商业化石墨负极材料已经接近其理论比容量极限（
372mAh/g），为进一
步提升电池能量密度，寻找更高比容量负极材料成为产业研究重点。硅在常温下与锂合金化，
理论比容量高达 4200mAh/g，是目前石墨类负极材料的十倍以上，不存在析锂隐患，安全
性好于石墨类负极材料，且储量丰富，成本低廉，是最具潜力的新一代锂电池负极材料。
纳米尺寸的硅材料与各种碳材料复合，得到硅碳前驱体，后续根据下游需求，掺混不同
数量的石墨，得到相应容量的硅碳产品。目前，市场主流硅碳产品分为纳米硅碳、SiOx-C 两
种，两者是较为成熟的品种，应用领域各有侧重；石大胜华也已进行性能更为优越的下一代
硅基负极开发工作。
量产制备路线主要有物理研磨复合、硅氧化物复合两条路线。未来会有其他路线开发不
同产品，应用于不同市场。
硅基负极主要种类：
1、采用纳米化硅材料，与石墨复合、掺混，得到各种容量的硅碳复合材料。
2、采用 SiOx 为原料，与石墨掺混，满足动力电池要求。
3、采用预留膨胀空间的多孔、核-壳等结构，制备硅炭材料。
4、采用磁控溅射、CVD\PVD 等方法，直接在集流体上沉积硅薄膜，得到极片。
硅基负极与石墨负极关系硅碳负极容量过高、膨胀较大、电位较高、首效较低，目前无法单独在电池中使用，需复配
石墨负极，调配成不同容量。
公司产品布局（I，II，III，IV 代产品）
I.纳米硅碳系列， 环境、价格友好，性价比高，主打普通产品市场。
II.SiOx-C 系列，主打性价比，配合特种添加剂，主打低膨胀、电动工具等市场。
III.HSiOx-C（高首效硅碳）系列，高效率，低膨胀，主打动力电池，高端电动工具，数码等
市场。例如，4680 动力电池。
IV.量子点硅碳，研发布局，针对未来高端数码，动力，固态电池等市场。
产线进展：五个大的部分做规模化
1、我们的优势在规模化量产，千吨级量产就是门槛。
2、公司自行设计了很多定制化设备
市场应用布局
一、电动工具市场
从市场规模来看，2020 年全球电动工具市场大约在 360 亿美元左右， 预计 2025 年会
达到 460 亿美元左右，5 年 CAGR 大致为 5.3%。
从市场细分来看，以专业级以上电动工具为主的商用用途占 63.2%， 相对较大，而一
般居民用途占比 30.8%，这样的结构在较长时间里会维持基本稳定。
从地区市场来看，2019 年北美、亚太和欧洲的市场规模占比大致相同，分别为 30.8%、
28.7%和 28.6，拉美非洲等其他地区占比 11.9%，这样的结构同样将在较长时间内维持相对
稳定，其中亚太地区到 2025 年会略微上升至 31.1%。
电动工具锂电池未来发展方向
目前电动工具用锂电池主流为三元 5 系搭配石墨体系的 18650 型圆柱电池，少数特殊国
外品牌的电动工具使用 NCM811 或者 NCA 的 21700 与 26650 型圆柱电池（主要为工业级/
专业级电动工具）。
电动工具锂电池未来有三个发展方向：1）无绳电动工具占据主流，锂电池取代镍镉/
镍氢电池；2）硅基材料在电动工具电池领域开始量产应用，NCM811/NCA+硅基材料路线将
实现更高倍率与更耐高低温产品的上市；3）电池将根据应用场合（电容量、倍率要求）差
异化，21700/26650 在工业级乃至专业级电动工具的渗透率有望提升。
二、动力电池市场（以 4680 为主）
特斯拉去年电池日推出新型电池 4680 电池，数字 46 指的是圆柱电池的直径 46mm，80
则是表示电池的高度为 80mm。优势：相比起此前使用的圆柱锂电池的尺寸 18650 和 21700，4680 电池的优势体现在
电池容量、生产成本和效率。
1、4680 是 2170 的电池容量的 5 倍（不是能量密度提升 5 倍），而电池容量的提升也
会导致续航里程有所提升（提高 16%）。
2、生产效率的提升和成本的降低（下降 14%），同样用于 75KWh 的电动车里面，老版
的 18650 需要 7100 个电芯左右，2170 圆柱需要 4400+个电芯，而新型电池 4680 仅需要 950
个电芯组成，更少的单体数量意味着 PACK 空间利用率提高，同时生产组装需要的时间减少，
所以成组效率大大提升。
前景：
1、特斯拉 4680 电池已经接近量产，预计 2022 年装机；
2、松下 4680 电池产线预计 2022 年底量产；
3、世界排名前 10 的动力电池厂商大部分已进行布局，比如 CATL，LG，三星，亿纬锂
能，塔菲尔等均已进行产线投资建设；
4、欧美主机厂除特斯拉外，宝马等厂家已明确未来中高端车型采用 4680 电池；
5、未来 4680 电池将成为三元、高镍电池的主战场，占据动力电池 1/3--1/2 市场。
4680 带来材料体系的改变：
1、正极，现在是主打 811，未来还会进一步提高，可能高镍 91 的正极，达到更高的能
量密度；
2、负极，硅碳负极（SiOx-C）掺混量可能从 10%提升到 15%或 20%。按目前添加量 10%
计算，1GW 的 4680 电池大概需要消耗 750 吨左右的硅碳负极材料，能量密度大概在300WH/kg 左右；未来随着硅碳负极材料技术的进步，成本的降低以及电池制程的提升，应
用面将更加广泛；
3、隔膜，涂覆 PVDF；
4、电解液，随着电池电压的提升，对适配高镍的电解液用量需求会急剧上升,同时需使
用特种添加剂；
制程工艺改变（干电极）：
正负极不使用 NMP 等有机溶剂，用 PTFE 等作为粘结剂，使用干混、辊压成型工艺制造
电池。
问答：
Q：硅碳负极可以应用在方形电池吗？
A：可以用。方形电池受力不如圆柱，用硅碳的量会少。
Q：1000 吨硅碳负极的硅含量是多少？
A：石大胜华 1000 吨线分 2 个部分组成，分为纯硅，然后有专业的石墨掺混线，我们
的 1000 吨是掺混之后的量。
Q：目前限制了硅碳负极行业放量的因素是什么？大规模量产的难点是什么？
A：公司已经攻克了量产的技术难点。电池应用方面主要是因为膨胀，如果硅碳负极量
加太多，膨胀大，给极片和外壳造成的压力大，会影响电池的循环。
Q: 电池企业如何解决膨胀问题？
A：这个关系到电池极片的设计，密度的控制和压实、壳底材料的选择、厚度等等，需
要系统的设计。
Q：硅碳负极技术从现在到下游电池大规模应用，需要多久？
A：我们已为下游电池厂送样品做测试，需要和电池厂做磨合，需要一定时间。
Q：公司和目前行业内硅碳负极厂家有何差异？
A：我们硅碳负极技术目前在行业中属于前沿较高水平，已经布局到第四代产品。
Q：碳纳米管和硅碳负极是什么关系？
A：碳管并不是提高能量密度，而是作为导电剂，包括正极中也会参合。在负极中，硅
碳负极应用单壁碳管，增加硅碳负极和集流体之间连接的作用，有利于循环。单壁碳管未来
的用量肯定也会增加。
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