搞懂供应链:石墨材料领域的12家重要生产企业
迅猛发展着的锂电池,其发展必然离不开负极材料,而在负极材料当中,石墨是占据着绝对主导地位的绝对主角能够这么讲,是掌握了石墨负极制造方法的一方,才掐住了锂电池成本以及性能的关键命脉,可是,你可能并不知道,在这个看起来十分低调的行业内部,一场围绕着技术跟成本展开厮杀的暗战,已然持续进行了二十年。
人造石墨为何能占据八成市场
于锂电池负极材料此大品类之中,人造石墨出货量占比近乎百分之八十,天然石墨仅占不足两成,其他新材料相加更是极其微小。这种比例于过去五年里头几乎没有显著变动。人造石墨之所以能够成为主流,缘由在于其循环寿命、倍率性能以及电解液兼容性均比天然石墨更为稳定。而天然石墨虽说成本低廉、比容量颇高,然其结构易于遭到破坏,膨胀幅度大,应用于动力电池之上风险较高。故而你会发觉,绝大多数电动汽车所采用的负极材料,皆是人造石墨。
从原料方面考量,高端人造石墨一般会选用针状焦,而低端产品会采用价格更为低廉的石油焦。这对电池的快充能力以及循环寿命产生了直接影响。生产人造石墨时,最为昂贵的环节并非原料,而是石墨化。此过程的电费成本接近总成本的一半,在石墨化成本中大约占到了一半。因而企业全力以赴地寻觅电价低廉的地点建厂,像内蒙古、云南、四川等地。为了削减单吨电耗,一些工厂已从传统的艾奇逊炉转变为箱式炉,甚至着手尝试连续式石墨化工艺。
第一场颠覆来自天然石墨的国产化

在2004年以前,中国动力电池企业所使用的高端天然石墨基本上是被日本企业给垄断着的,一直到有一家公司达成了天然石墨的批量供货,这才首次打破了这般局面,这家企业最先攻克的领域是数码电池,接着扩展至动力电池以及储能电池,天然石墨的优势是能量密度高而且成本低,所以在对循环寿命要求没那么严格的消费电子以及储能领域相当受欢迎,它的兴起让行业见识了国产供应链的能力,还迫使日本企业持续降价。
然而天然石墨存在着一等要害缺陷,即跟电解液兼容欠佳,易于产生副反应,致使电池循环急剧衰减。并且其在充放电进程里体积膨胀颇为巨大,易于致使电极结构遭受破坏。这样便为人造石墨的出现造就了契机。2009年,人造石墨开始一批一批地进入市场,很快变成动力电池以及高端消费电子的优先选择。上海杉杉把握住了这个时间窗口,凭借人造石墨FSN-1成功进入了ATL和苹果的供应链,稳固了自身的行业地位。
石墨化工艺的革新如何改写成本
人造石墨生产里,石墨化属于最为关键且最耗费能源的步骤,当中的传统艾奇逊炉,需将物料装入坩埚之中,接着用大量填充料予以覆盖,其能耗是极高的,然而河北坤天于2012年取得专利的箱式炉技术,把游戏规则给彻底改变了,这种炉子并非使用坩埚,也不需求填充料,其装炉量是艾奇逊炉的2到3倍,并且每吨电耗降低了大概一半,更为重要的是,炉温的可控性以及均匀性反倒要好很多,产品质量更加稳定,此技术让河北坤天快速获得了亿纬锂能、欣旺达、蜂巢能源等头部电池企业的订单。
较激进的降本方向为连续式石墨化工艺,传统的间歇式石墨化在每次生产之后需冷却并且拆炉,之后再装料,其效率很低,连续式工艺能够不停机进行生产,热量损失极大减少,电耗进一步降低,然而当前此技术尚未完全成熟,许多企业仍处于实验室或者中试阶段进行摸索,一旦取得突破,人造石墨的成本结构将会被再次颠覆,而且电价低的地区正在吸引大量产能迁移,云南、四川、内蒙古已然成为新的负极材料制造中心。
江西紫宸如何用一年时间反超杉杉
江西紫宸所拥有的情节是行业范畴其中最为典型的选择捷径实现超越事例。公司于成立第二年之际便推出了8C以及Gx系列人造石墨物品。当中G1的综合性能被判定为强过上海杉杉的经典物品FSN - 1。G1的关键在于出色的材料性价比以及管理群团独特的资源途径。凭借这些特长,紫宸在当年就进入了ATL的负极材料供给链条。而且一直到现今还是其主要供应者。出货数量随后就极为迅速地上升。到了2017年,江西紫宸的负极材料营收已然超过了上海杉杉。
紫宸取得成功,是因为它对人造石墨生产工艺有着深刻领会,该生产过程主要划分为五个步骤,其中造粒以及石墨化是最大的技术难题,造粒决定颗粒的形貌、粒径分布还有孔隙结构,这直接对负极的倍率性能以及循环寿命产生影响,石墨化决定石墨晶体结构完整度以及导电性,紫宸在造粒环节具备精细控制能力,这让其产品在快充性能以及压实密度方面拥有明显优势,目前紫宸规划的负极材料总产能已然达到37万吨,石墨化产能为32万吨,基本上算实现自给自足了。
天然石墨的降本之路离不开球形化技术
用于锂电池负极得天然石墨,得经过球形化处理, 传统球形石墨生产工艺能耗高且效率低,致使天然石墨成本优势被削弱。2006年成立的广东东岛,其全资子公司聚鑫新能源改变了这般状况。身为球形天然石墨前驱体发明者,聚鑫研发之球形石墨自动生产线,能耗降低50%,产能提高30%,令天然石墨生产成本大幅下降。聚鑫更牵头制订了《球形石墨》国家标准,奠定自身于天然石墨领域技术话语权。
天然石墨的又一个降本的方向,是鳞片石墨原料的一体化加工,这一加工方式能带来成本降低。黑龙江交投集团跟负极材料企业,签署了年产40万吨鳞片石墨以及20万吨天然石墨负极一体化项目的合作意向,此合作意向意味着从矿石开采起始,直至负极成品产出,都能够在同一个园区内达成此举,这节省了不少运输和中间加工成本。天然石墨所具备的优势是,它不像人造石墨那般需要历经高温石墨化过程,不但碳排放更低,而且成本竞争力也更强。只要能够妥善解决好体积膨胀以及电解液兼容存在的问题,天然石墨于储能以及低端动力市场依旧拥有巨大潜力有较大发展空间。
新玩家靠什么技术杀入这个红海市场
并非仅老面孔存在于这个行业,2017年,金汇能成立,其曾为深圳金润公司,背后归属中科院金属所成会明院士团队的中试平台,此背景表明金汇能有18年锂电材料技术的沉淀,公司核心技术聚焦于石墨整形、造孔以及改性方面,、此等技术能够直接改进负极材料的倍率性能还有首次库仑效率。金汇能已研发出多款用于电动汽车领域的人造石墨负极材料,正加速奔赴主流电池企业的供应链。
还有一个值得予以留意的新玩家是尚太科技,它始建于2008年之初,一开始所做的乃石墨化加工以及金刚石碳源之事,直到2017年才转而投身锂电负极材料的一体化生产工作当中,其彰显的优势是对于石墨化工艺有着深度的知晓和领会,并且有着依附着从碳素制品领域积攒起来的粉体加工方面的能力,尚太的产品线路涵盖着天然石墨与人造石墨,当中人造石墨X6已经给比亚迪全系列纯电动汽车供应货物,天然石墨DT - 1则是成功进入到了LG化学的供应链条里。尚太,从进行石墨化代工,到拥有自主品牌负极材料,历经五年时间达成了转型,这说明了工艺积累相较于单纯的产能扩张而言,是更具重要性的。
中国大陆的石墨负极领域已然历经了模仿以及追赶的时期,当下迈入了技术与成本双重驱动的复杂境地。由天然石墨的国产化直至人造石墨的反超,从箱式炉降低成本到连续石墨化的探寻,每一回技术突破均在于改写行业格局。处于这般的行业变革当中,你觉得哪一家石墨电极制造厂最具备成长为后续十年领导者的潜力?欢迎于评论区留下你的见解,同样别忘了为密切留意新能源产业链的友人点赞并转发此内容。
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