软碳负极材料不能成为钠电池负极材料的首选解决方案,未来更有可能应用于中低端钠离子电池制造。
钠离子电池主要由正极、负极、电解质、隔膜等组成。碳基材料是钠电池负极材料的主流技术路线,主要包括石墨、无定形碳、纳米碳等。其中,无定形碳分为硬碳和软碳。硬碳/软碳负极材料是钠电池负极材料的主要解决方案,其中硬碳负极材料是首选。
软碳是一种经过高温处理后可以石墨化的碳。它通常由低成本的无烟煤制成。工艺简单,成本低,但结构石墨化,层间距小,钠储存容量低,充电速度慢,低温性能差。基于上述原因,软碳负极材料不能成为钠电池负极材料的首选解决方案,未来更有可能应用于中低端钠离子电池制造。
根据新思界产业研究中心发布的《2023-2028年中国硬碳/软碳负极材料行业市场深入研究及发展前景预测报告》,硬碳是经过2800℃以上高温处理后无法石墨化的碳,其内部晶体排列无序,层间距大,因此储钠比容量高,能提高钠离子电池的能量密度;而且,硬碳还具有电位稳定性好、充放电性能好、回收寿命长等优点。由于上述原因,硬碳负极材料已成为钠电池负极材料的首选解决方案,但其制造质量要求高,制备工艺要求高,产量低。
钠离子电池的综合性能明显优于铅酸电池。虽然能量密度和循环寿命低于锂离子电池,但预计未来将与锂离子电池互补使用。目前,我国钠离子电池产业链已初步形成。2023年至2025年,随着生产线的实施,行业将进入爆发期。预计2025年,我国钠电池负极材料市场需求将接近8万吨,有利于硬碳/软碳负极材料行业的发展。
硬碳负极材料作为首选解决方案,技术壁垒高,对生产企业实力要求高。日本可乐丽是世界领先的硬碳负极材料供应商。2022年第三季度,可乐丽硬碳负极材料平均价格达到20万元/吨,因为全球量产企业数量较少。进口硬碳负极材料价格高,核心技术掌握在国外企业手中,不利于我国钠离子电池产业的健康发展。因此,进入硬碳/软碳负极材料市场布局的企业数量逐渐增加。
新思界行业分析师表示,中国硬碳负极材料制造商主要包括:中科电气,公司继续开发钠离子电池所需的硬碳负极材料;杉杉成功开发了高容量、高首效的硬碳负极材料,率先实现产业化;贝特瑞具有硬碳负极材料产业化能力,正在建设大规模生产线;百思格,第一千吨硬碳负极材料生产线已成功投产;圣泉集团,拟投资建设年产10万吨生物基硬碳负极材料项目。中科海钠、华阳股份、贝特瑞等企业除硬碳负极材料外,还在布局软碳负极材料市场。
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