硅碳負(fù)極涌現(xiàn)投擴(kuò)產(chǎn)“熱潮”

平衡成本與性能成為硅碳負(fù)極產(chǎn)業(yè)化焦點(diǎn)。

剛過(guò)去的2024年12月，硅碳負(fù)極相關(guān)投擴(kuò)產(chǎn)動(dòng)態(tài)頻頻。12月28日，深圳索理德新材料永州基地投產(chǎn)，本次索理德永州基地投產(chǎn)項(xiàng)目為硅碳負(fù)極多孔碳，一期產(chǎn)能千噸級(jí)。

12月27日，矽立科新能源（上海）2萬(wàn)噸硅碳負(fù)極材料一體化項(xiàng)目落戶(hù)內(nèi)蒙古自治區(qū)呼和浩特經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)，項(xiàng)目總投資42億元。該公司是一家專(zhuān)注于CVD硅碳負(fù)極材料及其原材料研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售。12月25日，安徽清能碳再生公司多孔碳及硅碳負(fù)極材料一體化項(xiàng)目進(jìn)行第一次環(huán)評(píng)公示。公示信息顯示，二期多孔碳及硅碳負(fù)極材料一體化項(xiàng)目投資3.2億元，規(guī)劃硅碳負(fù)極材料年產(chǎn)能500噸，多孔碳材料2000噸。

12月8日，蚌埠吉孚力新材料年產(chǎn)5000噸多孔碳自建廠房破土動(dòng)工，預(yù)計(jì)2025年6月投入生產(chǎn)。該項(xiàng)目總投資2.5億元，生產(chǎn)物理法活化椰殼基多孔碳，產(chǎn)品將用于超級(jí)電容碳與硅碳負(fù)極骨架。12月，四川長(zhǎng)虹新材料梓潼經(jīng)開(kāi)區(qū)納米硅碳項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。該公司此前在2023年底建成年產(chǎn)1000噸硅碳負(fù)極材料及年產(chǎn)20噸金屬鋰負(fù)極材料生產(chǎn)線，主要布局“化學(xué)研磨”、“原位多級(jí)包覆”、“產(chǎn)品高效應(yīng)用”核心技術(shù)，重點(diǎn)布局生產(chǎn)1200到2000mAh/g容量規(guī)格的納米硅碳產(chǎn)品。

銀硅（宜昌）科技有限公司年產(chǎn)2000噸硅碳負(fù)極新材料項(xiàng)目在新進(jìn)展消息中稱(chēng)，預(yù)計(jì)近期正式開(kāi)工，并在2025年一季度實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)。除了上述硅基負(fù)極新項(xiàng)目信息，石大勝華新材料此前2022年落戶(hù)四川眉山的年產(chǎn)3萬(wàn)噸硅基負(fù)極材料項(xiàng)目也在2024年12月有了新變化，將項(xiàng)目原本計(jì)劃的第三代硅氧負(fù)極材料產(chǎn)線改換為硅碳負(fù)極材料生產(chǎn)線，改換方向后，產(chǎn)線工藝流程縮短、設(shè)備投入減少，據(jù)企業(yè)介紹，綜合節(jié)省設(shè)備投資近億元。

活躍的投擴(kuò)產(chǎn)信息背后，即有硅碳負(fù)極產(chǎn)業(yè)化加速的積極信號(hào)，也有著目前產(chǎn)業(yè)化節(jié)點(diǎn)對(duì)進(jìn)一步降本的焦慮。2024年，硅碳負(fù)極已成為APPLE、華為、小米、VIVO等全球手機(jī)大廠的共同選擇，已在汽車(chē)、eVTOL、電動(dòng)工具等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)出貨的半固態(tài)電池、圓柱電池等高比能電池也對(duì)硅碳負(fù)極張開(kāi)需求缺口。

但從市場(chǎng)滲透情況看，硅碳負(fù)極產(chǎn)業(yè)化相比預(yù)期走得更為保守，其產(chǎn)業(yè)化矛盾尤其表現(xiàn)在成本上。

一方面，近期投擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目中，索理德、安徽清能、蚌埠吉孚力都規(guī)劃了用于硅碳負(fù)極的多孔碳材料項(xiàng)目。從多孔硅碳bom成本來(lái)看，硅烷與多孔碳占據(jù)材料的成本大頭，分別占比約50%、35%。硅烷的主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)楣夥鋬r(jià)格很大程度由光伏行業(yè)供需決定。2024年硅烷價(jià)格走勢(shì)呈現(xiàn)出一定的波動(dòng)和下降。

另外，因硅烷氣體屬于危險(xiǎn)氣體，運(yùn)費(fèi)成本占了硅烷氣體成本的30%，為縮減這一項(xiàng)成本，也有硅碳負(fù)極企業(yè)通過(guò)自建硅烷產(chǎn)能已實(shí)現(xiàn)降本。更容易、更切實(shí)、降本空間同樣大的是實(shí)現(xiàn)多孔碳降本。多孔碳普遍在20萬(wàn)以上，高性能產(chǎn)品甚至可達(dá)30萬(wàn)以上，成本較高。

技術(shù)路線上，樹(shù)脂路線性能優(yōu)越但降本困難，生物質(zhì)路線成本較低但性能需提升。并且能夠批量量產(chǎn)的企業(yè)并不多，目前產(chǎn)能多在百公斤級(jí)，相比市場(chǎng)需求，多孔碳的供應(yīng)能力欠缺。同時(shí)，產(chǎn)品還存在價(jià)格高、一致性差等問(wèn)題。其中，蚌埠吉孚力新材料的物理法活化椰殼基多孔碳，是有著較大降本空間的生物質(zhì)制備路線，這是目前業(yè)內(nèi)積極嘗試的一種降本方法。另外，新增投擴(kuò)產(chǎn)硅碳負(fù)極項(xiàng)目中，也能看到市場(chǎng)對(duì)納米硅碳與多孔硅碳兩種技術(shù)路線的搖擺。

在四川長(zhǎng)虹的項(xiàng)目中，就有這兩種技術(shù)路線的身影。納米硅碳路線通過(guò)硅粉納米化與碳復(fù)合實(shí)現(xiàn)，成本相對(duì)較低，但面臨納米尺度控制、分散性及碳包覆等技術(shù)難題。其優(yōu)勢(shì)在于成本效益和一定的性能表現(xiàn)，尤其在進(jìn)一步的技術(shù)優(yōu)化后，有望降低成本并提升性能。

多孔硅碳路線則采用硅烷沉積技術(shù)，直接將硅烷沉積到多孔碳中，生成納米硅并進(jìn)行碳包覆，技術(shù)難度更大，涉及特種設(shè)備選型、安全性及高成本等問(wèn)題。但多孔硅碳在性能上可能更具優(yōu)勢(shì)，尤其在目前eVTOL、新能源汽車(chē)、電動(dòng)工具等對(duì)高比能有訴求的應(yīng)用場(chǎng)景下。

有觀點(diǎn)認(rèn)為，未來(lái)，兩種路線有可能會(huì)形成類(lèi)似當(dāng)下天然石墨和人造石墨格局，未來(lái)誰(shuí)能平衡好成本與性能，誰(shuí)就能占據(jù)更大市場(chǎng)份額。但值得注意的是，在固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化熱潮中，業(yè)內(nèi)加大對(duì)鋰金屬負(fù)極電池的探索，并不乏新產(chǎn)品推向市場(chǎng)，硅碳材料要想在高比能電池配套負(fù)極中占得一席之地，或應(yīng)該加快產(chǎn)業(yè)化步伐。