近日,硅基負(fù)極材料研發(fā)商「昱瓴新能源」獲得懷遠(yuǎn)經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)投資集團(tuán)有限公司、上市公司股東個(gè)人投資數(shù)千萬元A輪投資,資金用途主要為產(chǎn)能擴(kuò)張、研發(fā)投入及市場拓展。
昱瓴新能源于2019年正式運(yùn)營,是專注于高性能鋰電池負(fù)極材料(硅氧碳SiOC、硅碳SiC、多孔硅碳和人造石墨等)研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和解決方案的綜合供應(yīng)商,擁有自主開發(fā)的“低鋰耗”和“多孔硅基復(fù)合”核心技術(shù),分別解決硅氧碳負(fù)極的首效、循環(huán)問題與硅碳負(fù)極的膨脹問題。
行業(yè)其他眾多玩家一般選擇“預(yù)鋰化”工藝來解決硅氧碳負(fù)極材料的首次不可逆鋰損耗問題,即在生產(chǎn)負(fù)極材料時(shí)便預(yù)先補(bǔ)充更多鋰粉或鋰鹽,來應(yīng)對額外的損耗,但是預(yù)鋰化工藝存在成本及安全性上的短板。隨著全球鋰電需求高速增長,鋰資源的稀缺性日益逐步加深、鋰成本不斷上揚(yáng),額外在電池材料中補(bǔ)充更多的鋰離子,也增加了析鋰的可能性、生長出鋰枝晶導(dǎo)致隔膜破損、進(jìn)而導(dǎo)致熱失控。
昱瓴新能源自主開發(fā)的“低鋰耗”技術(shù),采用控制含氧量、優(yōu)化結(jié)構(gòu)形貌為基礎(chǔ),結(jié)合碳包覆提升電子電導(dǎo)率、穩(wěn)定化學(xué)/電化學(xué)反應(yīng)界面、提升材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,從而達(dá)到高首效、長循環(huán)的目的。
“以通俗的說法來說,‘低耗鋰’技術(shù)是增強(qiáng)自身“免疫力”,從而達(dá)到較低的鋰損耗;預(yù)補(bǔ)鋰技術(shù)是吃‘補(bǔ)藥’。有電池廠反饋,預(yù)鋰后的硅負(fù)極,漿料會變成渣子般或果凍般狀態(tài),且流動性不太好,或者伴有產(chǎn)氣現(xiàn)象,如果預(yù)鋰過量的話還會析鋰。”劉萍博士向36氪介紹。
從昱瓴新能源向36氪展示的測試數(shù)據(jù)來看,采用“低鋰耗”技術(shù)的硅氧碳前驅(qū)體容量1600~1700mAh/g,設(shè)計(jì)成450mAh/g硅氧碳復(fù)合負(fù)極材料,摻混比例約8%,首次效率約90.5%;采用“預(yù)鋰化”技術(shù)的硅氧碳前驅(qū)體容量1300~1400mAh/g,設(shè)計(jì)成的450mAh/g硅氧碳復(fù)合負(fù)極材料,摻混比例約10%,首次效率91.5~92.0%??梢姷弯嚭募夹g(shù)的首效已與預(yù)鋰技術(shù)非常接近。
在首效基本持平的情況下,低鋰耗技術(shù)擁有較大的成本優(yōu)勢。預(yù)鋰化技術(shù)一般分為材料端的預(yù)鋰化,由負(fù)極材料廠商執(zhí)行;以及工藝端的預(yù)鋰化,由電池廠執(zhí)行。前者的預(yù)鋰成本將轉(zhuǎn)嫁至電池廠承擔(dān),后者成本轉(zhuǎn)嫁至下游車廠。根據(jù)昱瓴新能源提供的成本信息,昱瓴新能源的硅氧碳前驅(qū)體成本較國內(nèi)玩家預(yù)鋰化硅氧碳前驅(qū)成本低約40%-55%,較日本廠商的預(yù)鋰化硅氧碳前驅(qū)體成本低約70%-85%。
除“低鋰耗”硅氧碳負(fù)極材料主打產(chǎn)品外,多孔硅碳負(fù)極材料作為昱瓴新能源另一項(xiàng)自主研發(fā)產(chǎn)品。其三維多孔結(jié)構(gòu),有利于鋰離子的快速傳輸,并提供一定的空間來緩沖活性物質(zhì)在嵌/脫鋰過程中的體積變化,釋放應(yīng)力/應(yīng)變,具有良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性;并進(jìn)一步通過復(fù)合金屬元素或石墨烯來提高多孔硅碳負(fù)極材料的導(dǎo)電性能。
“多孔硅碳復(fù)合負(fù)極材料PSC1000,電化學(xué)性能測試在0.1C時(shí)比容量1172.1mAh/g,首次效率90.1%,0.5C循環(huán)100周容量保持率為94.5%。全電測試500周循環(huán)保持率在80%以上。這款產(chǎn)品的容量比較高,后續(xù)會從制備和電池體系兩方面進(jìn)一步優(yōu)化提高綜合性能。”劉萍博士介紹道。
高端人造石墨負(fù)極材料是馬上可以起量的正現(xiàn)金流項(xiàng)目以及硅基負(fù)極材料的基材項(xiàng)目,昱瓴新能源通過對人造石墨核心工藝優(yōu)化,簡化了部分傳統(tǒng)工藝步驟,減少了全流程的損耗,從而提高了得料率。其中對石墨化工藝進(jìn)行大幅提效,通過與設(shè)備廠聯(lián)合開發(fā)連續(xù)石墨化設(shè)備,減少了工藝成本。"核心設(shè)備專用化也是昱瓴的核心競爭力之一。"
此外,昱瓴新能源研發(fā)儲備了針對柔性鋰電池及固態(tài)電池使用的快充型多孔硅基薄膜負(fù)極,比容量為2000mAh/g,固態(tài)電池客戶測試反饋這種快充型多孔硅基薄膜負(fù)極具有良好的機(jī)械柔韌性、連續(xù)彎折穩(wěn)定性和強(qiáng)度,能滿足3C~4C快充要求,能量密度可達(dá)到800Wh/L。
“當(dāng)前昱瓴新能源硅基負(fù)極材料中試產(chǎn)能為20噸,但是已開始在安徽蚌埠建設(shè)1萬噸/年的硅基復(fù)合負(fù)極材料生產(chǎn)線,預(yù)計(jì)最快2023年6-7月投產(chǎn);在客戶拓展方面,主打的硅基負(fù)極材料產(chǎn)品已在各大客戶測評過程中,部分客戶測試已通過。”劉萍博士向36氪介紹。