近日,硅基負極材料研發(fā)商「昱瓴新能源」獲得懷遠經濟開發(fā)區(qū)投資集團有限公司、上市公司股東個人投資數(shù)千萬元A輪投資,資金用途主要為產能擴張、研發(fā)投入及市場拓展。
昱瓴新能源于2019年正式運營,是專注于高性能鋰電池負極材料(硅氧碳SiOC、硅碳SiC、多孔硅碳和人造石墨等)研發(fā)、生產、銷售和解決方案的綜合供應商,擁有自主開發(fā)的“低鋰耗”和“多孔硅基復合”核心技術,分別解決硅氧碳負極的首效、循環(huán)問題與硅碳負極的膨脹問題。
行業(yè)其他眾多玩家一般選擇“預鋰化”工藝來解決硅氧碳負極材料的首次不可逆鋰損耗問題,即在生產負極材料時便預先補充更多鋰粉或鋰鹽,來應對額外的損耗,但是預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,額外在電池材料中補充更多的鋰離子,也增加了析鋰的可能性、生長出鋰枝晶導致隔膜破損、進而導致熱失控。
昱瓴新能源自主開發(fā)的“低鋰耗”技術,采用控制含氧量、優(yōu)化結構形貌為基礎,結合碳包覆提升電子電導率、穩(wěn)定化學/電化學反應界面、提升材料的結構穩(wěn)定性,從而達到高首效、長循環(huán)的目的。
“以通俗的說法來說,‘低耗鋰’技術是增強自身“免疫力”,從而達到較低的鋰損耗;預補鋰技術是吃‘補藥’。有電池廠反饋,預鋰后的硅負極,漿料會變成渣子般或果凍般狀態(tài),且流動性不太好,或者伴有產氣現(xiàn)象,如果預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)據來看,采用“低鋰耗”技術的硅氧碳前驅體容量1600~1700mAh/g,設計成450mAh/g硅氧碳復合負極材料,摻混比例約8%,首次效率約90.5%;采用“預鋰化”技術的硅氧碳前驅體容量1300~1400mAh/g,設計成的450mAh/g硅氧碳復合負極材料,摻混比例約10%,首次效率91.5~92.0%。可見低鋰耗技術的首效已與預鋰技術非常接近。
在首效基本持平的情況下,低鋰耗技術擁有較大的成本優(yōu)勢。預鋰化技術一般分為材料端的預鋰化,由負極材料廠商執(zhí)行;以及工藝端的預鋰化,由電池廠執(zhí)行。前者的預鋰成本將轉嫁至電池廠承擔,后者成本轉嫁至下游車廠。根據昱瓴新能源提供的成本信息,昱瓴新能源的硅氧碳前驅體成本較國內玩家預鋰化硅氧碳前驅成本低約40%-55%,較日本廠商的預鋰化硅氧碳前驅體成本低約70%-85%。
除“低鋰耗”硅氧碳負極材料主打產品外,多孔硅碳負極材料作為昱瓴新能源另一項自主研發(fā)產品。其三維多孔結構,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在嵌/脫鋰過程中的體積變化,釋放應力/應變,具有良好的結構穩(wěn)定性;并進一步通過復合金屬元素或石墨烯來提高多孔硅碳負極材料的導電性能。
“多孔硅碳復合負極材料PSC1000,電化學性能測試在0.1C時比容量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。這款產品的容量比較高,后續(xù)會從制備和電池體系兩方面進一步優(yōu)化提高綜合性能。”劉萍博士介紹道。
高端人造石墨負極材料是馬上可以起量的正現(xiàn)金流項目以及硅基負極材料的基材項目,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行大幅提效,通過與設備廠聯(lián)合開發(fā)連續(xù)石墨化設備,減少了工藝成本。"核心設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極具有良好的機械柔韌性、連續(xù)彎折穩(wěn)定性和強度,能滿足3C~4C快充要求,能量密度可達到800Wh/L。
“當前昱瓴新能源硅基負極材料中試產能為20噸,但是已開始在安徽蚌埠建設1萬噸/年的硅基復合負極材料生產線,預計最快2023年6-7月投產;在客戶拓展方面,主打的硅基負極材料產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。