4.2 鈉鋰求異：以負(fù)極材料為例
硬碳占據(jù)負(fù)極主流，改善首周循環(huán)效率為商業(yè)化關(guān)鍵。硬碳材料由于高比容量(300 mAh/g左右)、低儲(chǔ)鈉電壓(平臺(tái)段電壓在0.1V左右)、長(zhǎng)循環(huán)壽命、來(lái)源廣而被認(rèn)為是鈉離子電池最具商業(yè)化潛力的負(fù)極材料。目前，商業(yè)化的鈉離子電池所使用的負(fù)極幾乎都是硬碳，硬碳比石墨更易合成。
在商業(yè)化應(yīng)用過(guò)程中，硬碳面臨著首周庫(kù)倫效率較低的問(wèn)題，其在酯基電解液中首周庫(kù)倫效率大多在50-80%左右。因此，需要通過(guò)改進(jìn)前驅(qū)體、改善合成條件等方法減少其內(nèi)部缺陷，制備出孔隙率低且缺陷少的硬碳。
規(guī)模化后生產(chǎn)成本的決定因素：原料價(jià)格、殘?zhí)悸?單耗)、電費(fèi)(溫度和時(shí)間)。綜合來(lái)看，我們認(rèn)為硬碳成本應(yīng)該低于人造石墨，軟碳成本使用無(wú)煙煤之后則更低。
原料價(jià)格：過(guò)去優(yōu)質(zhì)負(fù)極材料主要采用進(jìn)口原料(主要指進(jìn)口針狀焦)，2019-2020年原料國(guó)產(chǎn)化替代加速，產(chǎn)品成本顯著下降。2021年以來(lái)，國(guó)內(nèi)負(fù)極材料主要原料的價(jià)格呈現(xiàn)上漲趨勢(shì)。下游需求持續(xù)增長(zhǎng)，供需博弈下原料價(jià)格的上漲已成定局，負(fù)極材料廠商成本承壓，而壓力能否傳導(dǎo)至下游電池廠商，取決企業(yè)基于技術(shù)壁壘和客戶資源所構(gòu)筑的議價(jià)能力。
殘?zhí)悸?單耗)：石墨負(fù)極材料中，天然石墨單耗相對(duì)確定，人造石墨單耗波動(dòng)較大，依據(jù)負(fù)極材料廠商披露的數(shù)據(jù)計(jì)算，單耗在1.21-2.28區(qū)間內(nèi)。單耗可能隨石油焦和針狀焦用量的占比差異而有所變化，除高端人造石墨主要采用針狀焦為主外，其余不同品質(zhì)的負(fù)極材料原料用量的具體配比未知。硬碳/軟碳負(fù)極中，酚醛樹(shù)脂分子中含有大量的芳香環(huán)，殘?zhí)悸矢哂谄渌叻肿泳酆衔?，理論值?5~70%，產(chǎn)業(yè)化后可能低于50%，原料單耗2以上;生物質(zhì)原料的殘?zhí)悸士赡苤挥?0%;無(wú)煙煤的殘?zhí)悸蚀蟾?0-80%，但軟碳性能弱于硬碳。
加工費(fèi)用：無(wú)論是軟碳還是硬碳，由于其溫度和時(shí)長(zhǎng)要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于人造石墨，成本結(jié)構(gòu)可參考天然石墨，大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化后制造費(fèi)用(含電費(fèi)能耗等)可能略高于天然石墨。
評(píng)論