固态电池硅基负极+碳纳米管值得重视

全产业 2024-11-20 07:32:47

华为再公告2项硅基负极专利,重视固态电池率先量产方案——硅基负极+碳纳米管

-硅氧路线:11月15日公告(19年12月申请)专利《硅基负极材料及其制备方法、电池和终端》,将高硅氧比颗粒分散在低硅氧比硅基基体中,并在高硅氧比颗粒表面包覆导电层/导离子层,从而抑制膨胀。复配成500mah/g的负极材料,循环600次后容量保持率最高达86%(降低15pct)、充电膨胀率20.7%(降低15pct)

-硅碳路线:10月29日公告(23年4月申请)专利《一种硅碳复合材料、其制备方法、负极极片及锂离子电池》,用气相沉积法使非晶态硅吸附到多孔碳骨架上,硅碳纯品,比容量可达1987mah/g,首效达90%,20圈膨胀率达84%。

首先,硅基负极理论比容量是石墨的10倍,采用硅基能大幅提升电池能量密度,在锂金属负极短期无法解决技术问题前为必备方案。

其次,从申请时间、性能表现看,多孔碳+气相沉积硅路线性能更胜一筹,值得注意的是,两种方案都需要电子导电剂、碳包覆材料参与,提升倍率性能、维持界面稳定。其中多孔碳材料孔径、结构直接决定材料的循环、首效,为硅碳负极产业化的核心环节。

硅碳负极产业进展:CVD硅碳已在消费电池批量应用(高端手机标配),从消费往动力切的关键在于:降本+大规模稳定生产的能力+添加比例和膨胀率(对应循环寿命)权衡。

2025年的变化:预计25H2动力上车量产

动力硅碳放量的核心是降本。硅碳负极成本7-8成是材料,主要为多孔炭和硅烷气,剩下2-3成为设备和研发摊销。

1)材料端降本:硅烷气的价格已从23年的20万/吨降至目前6-8万,树脂类多孔炭价格有望从40-50万降至30万以内(基于25年初千吨级产线投产),且圣泉等在开发高性价比、适合动力用的新型树脂多孔,预计售价进一步降至15万以内,对应整体材料成本从30-40万降至15万以内;

2)设备端降本:规模化生产硅碳的炉子规格从20Kg提升至100Kg,设备成本降幅在30-40%。若后续200Kg的炉子推广,对应设备开支有望再降50%。

预计硅碳纯品价格有望从50万/吨+降至30万/吨以内,大规模降本助力硅碳2025年在动力端实现0-1突破。

硅碳市场空间测算:

26年后硅碳纯品有望降至20万/吨以内,和石墨负极实现单位容量平价,进一步打开渗透率空间。

我们假设:1)2027年动力乘用车电池出货1.4T,消费电池出货80G;2)硅碳渗透率:动力15%,消费30%;3)硅添加比例为15%。对应纯硅负极的需求2.7万吨,对应多孔碳/硅烷的需求分别为1.3/1.9万吨,对应单壁碳管浆料需求8.9万吨。

相关标的:

璞泰来:(硅碳负极)消费电池负极龙头,合作华为共同申请硅碳负极专利,同时涉足锂金属负极终极方案

道氏技术:(多孔碳+导电剂)原位合成路线提高结构强度,硅碳负极纯品已批量出货数家客户,规划产能5000吨(25年1000吨);单臂碳纳米管,已送样20多家、通过验证7家,将随固态电池/硅基负极同步放量。

天奈科技:(导电剂)CNT龙头,Q4多臂管出货持续提升,单臂管产能1吨/月,12月到2吨/月,25年9月到100吨/年,已实现对卫蓝、清陶、QS等固态电池客户出货。

元力股份:(多孔碳+钠电硬碳)生物质碳材料隐形冠军,多孔碳产能500吨/年,24年出货百吨级(行业领先),与最头部客户在固态电池领域深度合作。

信德新材:(包覆剂)价格见底,碳包覆材料用量提升,超充有望提升中高温占比。

圣泉集团:(多孔碳+钠电硬碳)树脂材料龙头,已建成300吨产能,获头部客户认

弹性测算:

- 璞泰来(纯硅负极):按27年35%市占率,吨净利8万,贡献7亿利润,30X估值对应223亿增量市值

- 天奈(单壁CNT):按27年60%市占率,吨净利8万,贡献7亿利润,30X估值对应223亿增量市值

- 元力股份(多孔炭):按27年市占率35%,单吨净利1万,贡献5亿利润,30X估值对应159亿增量市值

- 圣泉集团(多孔炭):按27年市占率35%,单吨净利6万,贡献2.8亿利润,30X估值对应84亿增量市值

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