在硅碳用多孔碳領域,圣泉新能源開發出酚醛樹脂基和重組樹脂基硅碳用多孔碳材料雙技術路線。兩種技術路線形成互補,覆蓋消費電子、動力電池及儲能等多元化場景。

山東圣泉新能源科技有限公司

電池百人會-電池網5月16日訊(林音 廣東深圳報道)當前,我國鋰電池產業延續增長態勢。工信部數據顯示,自2022年以來,我國鋰電池行業總產值已連續3年突破萬億元。

產業增長態勢延續的同時,市場對于鋰電池的首次效率、循環性能、能量密度、充放電倍率以及低溫放電性能等提出了更高要求。所謂一代電池、一代材料,電池性能的提升離不開電池材料技術的持續進步。其中,負極材料作為關鍵材料之一,發展適配高容量電池和快充電池的負極材料已成為鋰電池行業發展的必然趨勢。

圣泉新能源總經理 劉頂

圣泉新能源總經理 劉頂

“負極行業的發展勢頭迅猛,從最初的石墨負極,到后來的硅負極,包括現在備受矚目的氣相沉積硅碳負極,過程雖然艱辛,但發展超過預期”,5月15日,山東圣泉新能源科技有限公司(簡稱“圣泉新能源”)總經理劉頂在與電池網交流時表示,在他看來,硅碳搭配石墨的體系在短期內依然具備極大的發展潛力。這一體系憑借其獨特的性能優勢,在市場上擁有廣闊的應用前景,未來還有很長的路可以走,他對其發展前景持續保持樂觀態度。

同時,劉頂還提到,從長遠的技術發展眼光來看,鋰金屬負極作為下一代負極材料,有望在未來5-10年內實現商業化突破。不過,他強調,不同的負極體系都有各自的優勢和適用場景,未來在市場上,各類負極體系并不會相互取代,而是會并行發展、共同存在,滿足多樣化的市場需求。

千噸級多孔碳產線穩定生產,萬噸級產線規劃啟動

“圣泉新能源在2014年就開始基于圣泉的各類樹脂材料研究碳材料。”劉頂回憶道,布局新能源碳材料是圣泉集團(605589)產業鏈延伸做的戰略布局,其強調,因為圣泉有世界最大的酚醛樹脂產能和最大的生物質精煉產業,以酚醛樹脂和綠色重組樹脂為原料,可以做不同品類的碳材料,并且具有很大的產品迭代潛力。

資料顯示,圣泉新能源成立于2017年,作為圣泉集團(股票代碼:605589)的全資子公司,充分依托集團在生物質產業和樹脂新材料領域的龍頭優勢,專注于多孔碳、硅碳、硬碳等材料的研發、生產與銷售。

圖/多孔碳材料

其中,在硅碳用多孔碳領域,圣泉新能源開發出酚醛樹脂基和重組樹脂基硅碳用多孔碳材料雙技術路線。兩種技術路線形成互補,覆蓋消費電子、動力電池及儲能等多元化場景。

酚醛樹脂基完美球形、類球形、塊狀無規則形多孔碳技術行業領先,孔結構微孔介孔可控可調、抗膨脹和耐壓性能優異,能夠更好地實現硅烷沉積均勻性和一致性,實現了電池的高首效和長循環。

重組綠色樹脂多孔碳是利用圣泉生物質精煉過程中的中間體為原料,該樹脂既具備了傳統化工樹脂基材料的穩定性高,強度高等優勢,又同時具備了椰殼碳等生物質材料的成本低的優勢。

在劉頂看來,多孔碳的技術發展難點主要有以下幾點:一是孔結構可控性差,其中微孔和介孔的比例調控對硅碳的性能影響較為明顯;二是規模化的產品穩定性,規模化量產對于前驅體的選擇和穩定來源,以及對于孔結構的穩定性都是挑戰;三是多孔碳的技術迭代,持續創新能力是降本和性能提升的關鍵。

“公司多孔碳產品已經經歷了產業化供貨穩定性的考驗”,劉頂再次強調,對于圣泉新能源來說,公司做的是產業鏈延伸,對于原材料穩定性的掌控是具有優勢的。

在產能建設方面,圣泉集團年報信息顯示,300噸/年多孔碳生產線年內建成投產并實現滿產滿銷,1000噸/年多孔碳生產線于2025年2月建成并陸續投產,有效滿足消費電子與動力電池領域對高能量密度電池的需求。

除了千噸級產線穩定生產外,劉頂透露,圣泉新能源萬噸級產線也在布局和分批建設中。

圣泉新能源在多孔碳領域規模化建設的推進和產業化的逐步落地,將助力硅碳在消費類和動力電芯端的批量化應用,使硅碳的克容量成本大幅下降,有望達到甚至低于石墨的成本水平。

萬噸硅碳負極規劃擴產,萬噸級硬碳產線已建成

可以說,在電池技術的探索進程中,硅碳材料的添加為電池性能優化與成本控制帶來了新的突破方向,電池新能源產業鏈企業也正紛紛競速這一潛力賽道。

從當前背景來看,硅碳負極材料在動力電池領域的應用加速突破:特斯拉4680大圓柱電池、寶馬第六代動力電池均采用硅碳負極技術,智己汽車L6搭載的半固態電池也選用新一代高比能復合硅碳材料。與此同時,智能手機行業迎來電池容量跨越式升級,大容量電池逐步普及,硅碳負極材料也已成為核心技術支撐。2024年,華為、小米、榮耀等旗艦機型均搭載硅碳負極電池,推動該技術從高端機型向中低端滲透。

硅碳

劉頂介紹道,圣泉新能源秉承合作共贏的理念,積極配合電芯廠的各種需求,與硅碳企業協同合作共發展,開發了低膨脹高首效、長循環、高容量等多種品類的硅碳材料,用于滿足不同的項目需求,高首效產品在0.8V電壓下,首效可達到88%以上,高容量產品在0.8V電壓時,比容量能夠達到2300mAh/g以上。

未來3-5年內,圣泉新能源規劃新增1萬噸硅碳產能,有效滿足消費電子與動力電池領域對高能量密度電池的需求。

在硅碳負極材料方面發力外,圣泉新能源在硬碳負極產品方面也已成績斐然。

研究機構EVTank、伊維經濟研究院聯合中國電池產業研究院共同發布的《中國鈉離子電池行業發展白皮書(2025年)》分析,碳酸鋰價格的大幅下跌使得鈉離子電池相對鋰離子電池的成本優勢并不明顯,在成本偏高和性能偏低的相對劣勢下,鈉離子電池的產業化發展不及預期。

在此背景下,圣泉新能源已建成萬噸級硬碳負極產線,產品性能可滿足低溫充電和高倍率放電,成本優勢顯著。

硬碳

據圣泉集團年報信息,圣泉新能源重點圍繞動力電池、儲能電池、3C消費類電池的不同應用場景開發了適配性高且性能優異的硬碳材料,助力鈉電的產業發展。針對不同的應用場景,不同領域的頭部電芯廠都進行了評估驗證,給予了高度評價,部分電芯廠已開始批量采購并逐步應用于鈉電體系。

經過多年的研究探索,圣泉新能源硬碳性能持續迭代提升,開發出的硬碳材料在保持高壓實密度的情況下克容量達到了350mAh/g 以上,突破了現有產業瓶頸,工藝先進、可規模化生產。

結語:

“當前,我們的樹脂、多孔碳以及硬碳負極產品銷售情況良好,在市場中占據了一定份額,不少終端產品都采用了我們的材料。”盡管取得了這樣的成績,圣泉新能源總經理劉頂卻保持著清醒的認知,他認為,在負極材料領域,圣泉新能源仍處于快速成長階段,還有許多需要向行業內資深企業學習借鑒的地方。

不過,劉頂也堅信,圣泉新能源未來發展潛力無限。因為公司始終認為,創新是保持行業競爭力的第一法寶,500名研發人員、16個專業研究所、近30名世界級專家的科研團隊,與50余所高校院所合作、科研經費占比4.7%,都是圣泉持續創新發展的不竭動力。

作為負極材料領域的新興力量,圣泉新能源已做好充分準備,蓄勢待發,立志在激烈的行業競爭中實現跨越式發展。隨著全球新能源行業的蓬勃發展以及客戶需求的日益多樣化,圣泉新能源的海外布局工作也在有條不紊地推進,旨在進一步拓展市場版圖,提升品牌的國際影響力。

[責任編輯:林音]

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