在“雙碳”政策驅動下,全球各國紛紛加大新能源汽車普及力度,新能源汽車銷量不斷攀升,根據研究機構EVTank發布的數據顯示:2022年全球新能源汽車銷量達到1082.4萬輛,同比增長61.6%。
新能源汽車產銷暴增,推動鋰電池需求的迅猛增長,作為鋰離子電池必不可少的關鍵材料,負極材料的市場規模也不斷擴大。據悉,2015~2021年間,全球負極材料市場規模持續增長,年復合增長率接近20%。
鋰電負極材料是鋰電池四大主材之一,在鋰電池中起到能量儲存和釋放的作用,主要影響鋰電池的首次效率、循環性能、電池容量、能量密度、安全性能等,目前以石墨負極為主流。現階段商業化石墨負極材料比容量已接近理論值極限,提升空間很小。隨著市場對新能源汽車續航里程的要求不斷提高,發展克容量更高的新型負極材料,提升鋰電池的能量密度成為必要。
硅材料由于具有極高的能量密度(理論比容量為4200mAh/g,是石墨負極材料的 10 倍),通過改性可實現高容量和較長的使用壽命,有望成為下一代高能量密度鋰電池的負極材料研發的主流方向。
隨著特斯拉,寧德時代等企業相繼量產使用硅碳負極的高密度動力電池產品,硅碳負極需求井噴,機構預測2025年全球硅基負極需求量有望達到20萬噸,硅基負極材料成為行業布局的熱點。
下面,我們統計了布局硅基負極材料的相關企業:(如有遺漏,敬請補充!)
公司
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股票代碼
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硅基負極產品類別
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產能
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貝特瑞
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835185
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硅氧/硅碳
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已有0.6萬噸/年;在建4萬噸/年
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杉杉股份
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600884
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硅氧/硅碳
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已有20噸/月(硅氧);在建4萬噸
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璞泰來
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603659
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硅氧/硅碳
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勝華新材
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603026
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硅碳
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已有0.1萬噸/年;在建5萬噸/年
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翔豐華
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300890
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硅碳
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中試階段
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硅寶科技
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300019
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硅碳
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已有50噸/年;在建1萬噸/年
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天目先導
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硅氧/硅碳
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已有8000噸/年;在建15萬噸/年
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凱金能源
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硅氧/納米硅
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300噸/年
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杰瑞股份
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002353
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硅氧/硅碳
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在建2萬噸/年
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中科電氣
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300035
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國軒高科
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002074
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硅碳
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已有5000噸/年
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新安股份
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600596
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硅氧/硅碳
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金硅科技
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硅碳/純硅
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在建1萬噸/年純硅、10萬噸以上硅碳負極
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信越化學
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硅氧
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昭和電工
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硅碳
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大洲電子
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硅氧
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已有2000噸/年;計劃實現2024年底1萬噸/年
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Group 14
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硅碳
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已有120噸/年;在建1.2萬噸
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Amprius
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HESO已有400噸/年產能,2025年達產2萬噸/年
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Sila Nano
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純硅
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Enevate
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70%以上純硅
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NEO?Battery
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在建240噸/年
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一、? 貝特瑞(835185)
貝特瑞新材料集團股份有限公司成立于2000年8月,是一家鋰離子二次電池用正負極材料專業化生產廠家,核心產品為鋰離子電池負極材料、正極材料及石墨烯材料,其中,負極產品包括天然石墨、人造石墨、硅基等新型負極材料。據了解,作為國內率先規模量產硅基負極的企業,目前已經進入了松下-特斯拉、三星供應鏈。
貝特瑞從2006年開始進行硅基負極材料的技術研發,技術路線包括了硅氧負極材料和硅碳負極材料兩種,第三代硅碳負極材料比容量已提升至 1500mAh/g,硅氧負極材料部分產品比容量也已達到 1600mAh/g 以上。目前,擁有硅基負極材料產能0.6 萬噸/年,在建產能4萬噸項目,預計2023年12月底前建成投產年產1.5萬噸,2028年前實現全面達產。
官網:https://www.btrchina.com/
二、? 杉杉股份(600884)
寧波杉杉股份有限公司成立于1992年,是全球技術規模領先的鋰電材料綜合供應商,業務涵蓋鋰電池正極材料、負極材料和電解液等。其中,鋰電池負極材料產品包括人造石墨、天然石墨、中間相碳微球、復合石墨及硅基負極材料。
在硅基負極材料方面,杉杉股份掌握硅基負極材料前驅體批量化合成核心技術,突破了預鋰化硅材料嵌入均勻性技術瓶頸,可提供高容量、高首效、長循環系列硅氧復合材料,以及高倍率性能硅碳復合材料。
硅基負極以氧化亞硅為主,2019年建成月產 20 噸硅氧產品產線,2021年出貨量在百噸左右;規劃產能4萬噸/年鋰離子電池硅基負極材料,一期1萬噸計劃于23年投產,二期3萬噸預計2025年年底投產。
圖 杉杉股份硅氧/硅碳負極產品 來源:杉杉股份官網,信達證券
三、? 璞泰來(603659.SH)
璞泰來成?于2012年11?,致力于成為全球領先的新能源電池關鍵材料及自動化設備的綜合解決方案提供商,主營業務涵蓋負極材料及石墨化、膜材料及涂覆、自動化裝備等。
璞泰來在新的負極技術領域如硅碳、硅氧、硬碳等領域均有相應的研發和技術布局。硅氧負極材料方面,璞泰來目前已接到客戶的硅氧訂單,一些大客戶也正在積極評測,籌劃在江蘇溧陽和江西奉新進一步擴產;硅碳負極的產品定位是3代負極硅技術,氣象CVD納米硅摻雜石墨或者硬碳的技術,產品已完成前期的小試和送樣,目前正在建設中試產線,預計在2023年中可以完成中試,根據客戶需求開始籌建量產產能。
官網:https://www.putailai.com/
四、? 勝華新材(603026)
勝華新材料集團股份有限公司成立于2002年,是國內電解液溶劑龍頭企業。在一體化布局電解液的同時,勝華新材也在不斷豐富鋰電材料產品矩陣,目前已布局硅基負極材料、動力電池添加劑、新型導電劑等鋰電材料。
在硅基負極材料方面,勝華新材具備一定的技術積累,實現硅碳負極四代技術的全面布局,已經建成產能1000噸/年硅碳負極材料;目前正在規劃建設5萬噸/年新產能,其中子公司東營勝華盈創新材料有限公司2萬噸/年硅基負極產能預計2023年底建成投產,合資子公司勝華新材料科技(眉山)有限公司3萬噸/年硅基負極產能預計2024年4月投產。
官網:http://www.sinodmc.com/index.html
五、? 翔豐華(300890)
深圳市翔豐華新能源材料有限公司成立于2009年6月,是一家集研發、生產和銷售鋰離子電池用高端石墨類、硅碳類負極材料和石墨烯等新型碳素材料為一體的高新技術企業。
在負極材料領域,公司已形成較為完備的產品線,堅持人造石墨和天然石墨并重的技術路線,并積極開發新型碳負極材料解決方案,開發的硅碳負極材料產品處于中試階段,具備產業化基本條件。
官網:http://www.xiangfenghua.com/
六、? 硅寶科技(300019)
成都硅寶科技股份有限公司成立于1998年,主要從事有機硅密封膠等新材料的研發、生產,同時積極布局新能源、鋰電池材料行業,大力發展硅碳負極材料,逐步形成雙主業發展模式。
硅寶科技早在2016年便開始布局硅碳負極材料領域。2019年建成50噸/年試生產線,產品已通過數家電池廠商測評并實現小批量供貨。2021年,成立全資子公司——硅寶(眉山)新能源材料有限公司,計劃總投資5.6億元,新建1萬噸/年鋰電池用硅碳負極材料等項目。
官網:http://www.cnguibao.com/
圖 2021年12月2日,硅寶科技“5萬噸/年鋰電池用硅碳負極材料及專用粘合劑項目”正式落地眉山
七、? 天目先導
溧陽天目先導電池材料科技有限公司成立于2017年,專注于鋰離子電池高端納米硅基負極、固態電解質、石墨負極、鈉離子負極等材料的研發、生產和銷售。官網資料顯示,天目先導的產品已進入全面量產階段,年產能達8000噸,能夠滿足能量密度高于300Wh/kg及700Wh/L的高性能鋰離子電池的需求。
目前還在不斷擴產中:2022年4月,天目先導納米硅基負極項目在溧陽開工,項目總投資20億元,一期項目投資10億元,達產后可年產5萬噸新型納米硅基負極產品;2022年12月,天目先導新型高端納米硅負極材料西南基地項目簽約成都,擬投資50億建設年產3000噸高端納米硅材料、10萬噸高端硅基負極材料和3萬噸新型納米硅材料西南生產基地。
官網:https://www.iopsilion.com/
八、? 凱金能源
廣東凱金新能源科技股份有限公司成立于2012年,專注于碳負極、硅負極等鋰離子電池負極材料的研發、生產和銷售。
凱金新能源硅基負極材料主要集中在氧化亞硅和納米硅兩個方面,在該技術領域擁有成熟的量產技術工藝路線。氧化亞硅負極材料已開發至第三代,首次效率從第一代的77%(容量≥1600mAh/g)已提升至第三代的90%(容量≥1400 mAh/g);納米硅負極材料也已開發至第三代,容量≥1500mAh/g,首次效率≥87%。
截至2021年12月,凱金新能源具備300噸的硅基負極材料的年產能,且已實現對寧德時代等知名客戶的批量出貨。
官網:https://www.dgkaijin.com/
九、? 杰瑞股份(002353)
杰瑞股份成立于1999年,主要從事油氣田設備、技術工程服務及油田開發,是民營油服領域龍頭企業,2010年在深交所上市。
在油氣領域業務不斷深耕的同時,2021年杰瑞股份實施了“油氣產業”和“新能源產業”雙主業戰略,致力于新能源鋰電池最前沿的材料生產與制造。2021年9月發布《關于擬投資鋰離子電池負極材料一體化項目的公告》,正式進入鋰電領域。
2022年3月11日,杰瑞在甘肅天水的10萬噸鋰電池負極材料項目開工,擬建設10萬噸人造石墨和2萬噸硅碳、硅氧負極材料產能,預計9月建成,年底投產試運營。
2022年11月30日,子公司杰瑞新能源與嘉庚創新實驗室舉行了戰略合作協議簽約儀式,擬設立合資公司,共同推進硅碳純品、氧化亞硅純品及硅基復合負極材料的研發和生產。
官網:https://www.jereh.com/cn/
十、? 中科電氣(300035)
湖南中科電氣股份有限公司成立于2004年4月,主營業務涵括磁電裝備及新能源鋰電池負極材料。其中,鋰電池負極產品包括天然石墨、人造石墨、以及硅炭、硅氧、軟碳、硬碳等新型負極材料。
中科電氣在硅基負極上也具備技術和相關產品積累,目前已建設完成中試產線,并有產品向客戶進行送樣測試。
官網:https://www.cseco.cn/Index.aspx
圖 中科電氣負極產品研發多方向同時布局(部分研發項目及性能) 來源:公司公告,華福證券
十一、? 國軒高科(002074)
國軒高科成立于2006年,是國內最早從事新能源汽車動力電池自主研發、生產和銷售的企業之一。公司主要產品為磷酸鐵鋰材料及電芯、電池組等,廣泛應用于純電動汽車、儲能等領域。
在硅基負極材料方面,國軒高科已掌握硅基負極材料表面改性及材料預鋰化等關鍵技術,目前已具備5000噸硅碳負極材料的生產能力。
官網:https://www.gotion.com.cn/
十二、? 新安股份(600596)
作為國內除草劑草甘膦和有機硅單體生產龍頭企業,新安股份近年來不斷將現有產能和技術向新能源材料領域延伸,在硅基負極材料方面,新安股份硅碳負極項目目前處于中試階段。
此外,1月3日,新安股份披露對外收購方案,擬通過收購鋰離子電池負極材料企業金燦科技55%股權。金燦科技主要產品包括人造石墨、天然石墨和硅氧負極材料,此次收購將有助于新安股份加快新能源賽道戰略布局,拓展負極材料的應用研發及產業化能力。
十三、? 金硅科技
湖南金硅科技有限公司成立于2020年,是一家專業研發、生產和銷售高性能鋰電池用石墨、硅基負極材料及其前驅體的高新技術企業。
硅基負極產品方面,金硅科技開發的氧化亞硅前驅體具有非晶態、雜質含量低等優點,且制造成本低,是氧化亞硅/碳復合負極核心原材料;其氧化亞硅/碳復合負極產品具有高容量、高首效、高倍率、長循環等特點,其克容量達1650mAh/g,首次效率94%以上,可滿足8C放電,循環1500周以上的使用要求,產品性能居國際領先地位。
目前,金硅科技年產11000噸鋰離子電池負極材料項目,一期10000噸石墨負極產線和1000噸氧化亞硅前驅體產線已于2022年9月達產,二期規劃在‘中國碳谷產業園’建設10000噸純硅負極產線,實現年產10萬噸以上硅碳復合負極產能,計劃于2025年實現全面達產。
官網:http://www.hnkingi.com/
圖 金硅科技氧化亞硅負極產品種類及參數
十四、? 信越化學
信越化學主營半導體、有機硅和高分子等產業,硅氧負極專利數行業領先。SiO(一氧化硅)等硅基材料作為高容量、高功率鋰離子電池的正極材料,信越通過獨有的方法,成功地賦予了SiO粒子導電性,使其作為高容量、高輸出鋰離子電池的負極材料得到了實用化。
官網:https://www.shinetsu.co.jp/cn/
十五、? 日本昭和電工(日立化成)
昭和電工在鋰電行業主要從事以電極用添加劑、負極材料、鋁塑膜等業務為主。其中,負極材料一直是昭和電工布局的重點方向:在2017年昭和電工一舉收購德國SGL集團后,成為全球最大的人造石墨電極生產商;2020年昭和電工收購了日本負極材料生產商日立化成。日立化成是目前全球最大的硅碳材料公司之一,其主打硅基負極材料由人造石墨和10%的硅碳材料復合而成,比容量超過550 mAh/g。
https://www.showadenko.cn/index.html
十六、? 韓國大洲電子
韓國大洲成立于1981年,是韓國最大的硅負極供應商,通過在三維納米結構中均勻控制硅微粒和硅酸鹽納米顆粒,得到硅復合氧化物,然后加入到現有碳基負極材料中(5~25wt%),將負極容量從350mAh/g大幅提升至400~600mAh/g,產品品牌為DMSO,包含DMSO Hxx和DMSO HCE 8516兩個系列。
據韓國媒體報道,大洲電子計劃到2024年底之前,將現有年產2000噸硅負極復合氧化物生產線擴建至10000噸,到2025年將其產能擴大到20000噸,到2027年擴大到40000噸,以配合市場需求的增長。
據了解,大洲電子2019年開始為LG Energy Solution供應硅負極材料,硅負極產品也應用于現代汽車的IONIQ6。
官網:http://www.daejoo.co.kr/
圖 大洲電子DMSO Hxx和DMSO HCE 8516系列產品規格
十七、? 美國Group 14公司
Group 14 Technologies成立于2016年,專注于研發生產動力電池用硅碳負極材料,旗艦產品SCC55? 是一種穩定的硅碳復合負極,容量是鋰電傳統石墨負極的五倍,能量密度高出 50%,其獨特的硬碳基支架使硅保持最理想的形式——無定形、納米級和碳包裹,在鋰離子電池循環時表現出出色的首次效率和循環使用壽命。
SCC55?與石墨完全兼容,即使混合比例為 20%,也能在 1000 次循環后將能量密度提高 30%。
2021 年 4 月在華盛頓啟動了其第一家BAM工廠,年產硅碳復合負極材料SCC55? 120 噸。為了滿足全球電池制造商和汽車原始設備制造商 (OEM) 快速增長的需求,Group14 正在全球范圍內積極建設 BAM 工廠,目前正規劃在韓國(與 SK Inc 合資)、美國華盛頓建設另外 2 家 BAM 工廠,每年將生產 12,000 噸或更多的 SCC55?。
官網:https://group14.technology/en
圖 SCC55? 可為鋰電池提供與石墨負極相媲美的高首次循環效率,并優于市場上其他技術(例如氧化硅 (SiOx))的解決方案。
十八、? 美國Amprius
美國安普瑞斯(Amprius)公司成立于 2008 年,是一家開發超高能量密度鋰離子電池及其硅納米線負極的公司,以其100%硅納米線技術聞名。通過在集流體表面原位生長出定向排列的硅納米線形成硅納米陣列負極,避免了常規硅顆粒在脫嵌鋰過程大的體積變化導致失效問題。硅納米線(陣列)負極結構在脫嵌鋰過程中體現了很好的可逆性,也有著非常突出的電化學性能,硅納米線的克容量達到3400mAh/g,首次效率達到94%以上,且具有陣列結構的硅納米線無論從機械穩定性還是電化學過程的傳質都非常有利。
圖 Amprius硅納米線負極結構及其克容量和循環性能
Amprius于2012年進入中國,設立南京安普瑞斯有限公司,主要圍繞硅材料體系進行一系列的研究開發及深耕預鋰化技術,主打硅負極產品——“HESO”,目前已經可以實現1400mAh/g可逆容量,且2V條件下首次效率可以達到93%。
2022年11月8日,博賽利斯(南京)有限公司位于合肥廬江的2萬噸新型硅負極材料生產基地項目一期投產,產能400噸/年純HESO材料,預計2025年初全部達產。
十九、? 美國Sila Nano
Sila Nano成立于2011年,定位為“只做電芯負極材料,不做電芯”,專注研發硅負極材料。與目前主流的將部分硅摻入石墨中的負極技術不同,Sila Nano的目標是將負極中的石墨100%替換為硅,即“全硅負極材料”。
Sila Nano全硅負極材料采用納米微孔的結構,可以容納更多的鋰離子,從而增加電芯的能量密度,可將電芯能量密度提高20-40%。另外,Sila硅負極材料與現有的電池制造工藝和工廠完全兼容,可適應膨脹以保持循環和使用壽命、充電性能和安全性。
2022年5月,梅賽德斯-奔馳與Sila Nano達成合作,將Sila開發的高硅基負極材料應用于2025年推出梅賽德斯-奔馳G-Class電動車上。
官網:https://www.silanano.com/
圖 Sila硅負極材料將顯著提升鋰電池的能量密度 (Wh/L)
二十、? 美國Enevate
Enevate成立于 2005 年,是致力于推動硅基負極在新型鋰離子電池中應用。
Enevate的XFC-Energy TM負極使用了 70% 以上的純元素硅。自支撐式和整體式陽極不含粘合劑且多孔。Enevate 的以硅為主的負極材料具有約 3,000 mAh/g 的可用比容量,幾乎比當今電動汽車中使用的傳統石墨電池高出一個數量級。Enevate 硅負極初始庫侖效率為 93%,循環過程中的庫侖效率與傳統石墨電池相似。
此外,采用 XFC-Energy TM技術的鋰離子電池材料成本低于傳統鋰離子電池,且可在短短 5 分鐘內完成充電。
官網:https://www.enevate.com/
二十一、? 加拿大NEO?Battery
NEO Battery Materials Ltd. 總部位于加拿大溫哥華,專注于用于電動汽車和儲能應用的鋰離子電池材料。
NEO專注于通過其專有的單步納米涂層工藝生產硅負極材料NBMSiDE,NBMSiDE-P100、NBMSiDE-P200 和 NBMSiDE-C100 這三種產品均采用 NEO 專有的納米涂層技術制造,基于純度至少為 99.95% 的冶金級硅。NEO的產品均實現了大于86%的初始庫侖效率(ICE)和高比容量(>2500 mAh/g)。此外,當NEO的硅與現有的石墨負極混合時,可以獲得 92% 或更高的 ICE。與傳統的冶金硅基顆粒相比,NEO 的技術顯著提高了使用壽命和循環穩定性。公司計劃到 2022 年底實現這些材料的半商業規模生產。
2023年1月17日,NEO 宣布其韓國京畿道平澤市的硅負極工廠建設許可獲批,該工廠初始產能為240 噸/年,能夠為多達 160,000 輛電動汽車供應硅負極,NEO計劃將成熟產能目標定為至少 2,000 噸/年。
2022年1月25日,NEO 宣布將于2月成立美國子公司NBM America Ltd.,以擴展美國業務。
官網:https://neobatterymaterials.com/
原文始發于微信公眾號(鋰電產業通):國內外21家鋰電池硅基負極材料企業盤點