天然石墨负极正变得愈发炙手可热。 8月,国内某天然石墨负极厂商获得了由蜂云资本与宁德新能源(ATL)共同领投的超亿元融资,天然石墨负极以其无需石墨化、供应链安全稳定、碳排放较低、性能与性价比兼具的优点,受到越来越多的资本追捧。 9月,中国科学院吴峰院士在黑龙江“天然石墨产业发展研讨暨五矿石墨绿色低碳产业链创新成果发布会”上作了题为《新型二次电池及其关键材料的创新研究与产业化开发》的报告,高调力挺天然石墨负极。吴峰院士表示,天然石墨在锂离子电池的发展中扮演着十分重要的角色。由于人造石墨源自化石能源,其生产过程中的能耗、排放等问题日益突显,天然石墨在“碳达峰、碳中和”及能耗双控战略背景下具有显著的资源优势,且符合绿色、低碳、可持续发展理念,作为一种新型低成本的负极材料将迎来快速发展期。
(图自网络:绿色能源)
仅今年,深圳市华明胜科技(简称“华明胜”)就收获了四川德阳、陕西西安、内蒙古阿拉善盟等多地政府抛出的橄榄枝,并在当地迅速建设投产。仅德阳一地获得投资就超亿元,一期投产1.5万吨,1年内总投产规模将达10万吨。 天然石墨负极缘何一夜间“千树万树梨花开”?在双碳等环保政策日益深入人心的大背景下,人造石墨负极的制备耗能高、污染重,而天然石墨原料便宜,制备过程更绿色环保,此消彼长之下后者的优势凸显。 按理来说借助如此大的优势,天然石墨负极应该能实现逆风翻盘,但实际情况却恰恰相反,天然石墨负极的市场份额始终屈居人造石墨负极之下。2016年至2020年,天然石墨负极的占比逐年下降;2022年天然石墨负极占整体石墨负极出货量的15%;2023年石墨负极出货量预计达250万吨,天然石墨负极占比有望回升至20%,市占率和增幅有待进一步提升。
(图:中国天然石墨负极历年出货量及占比)
身怀绝技而泯然于众,为什么?答案是天生慧根不足,导致制备出的负极材料性能欠佳。
其实,天然石墨负极的发展历史并不算短,最早可追溯到2000年,由日本三菱化学主导研发成功。然而受制于天然石墨各向异性、层间距较小的特性,直接用于负极材料时循环和倍率性能都要比人造石墨负极逊色不少。怎么办?要想实现逆袭,只能从制备工艺下手。
国内主流的厂商也曾在天然石墨负极制备工艺上苦下功夫,却鲜有成效,因为产品的克容量、首效等指标不尽人意,相比中高端的人造石墨负极依然有一定差距;甚至有些传统的工艺还保留了石墨化环节,对环境和成本造成不小负担,相比人造石墨负极换汤不换药。
“既要提性能,又要保环境”,这个对天然石墨负极看似相悖而又关乎未来发展的命题,华明胜做到了。影响天然石墨负极地位的变数出现了。
华明胜天然石墨负极材料制备技术脱胎于公司不辍研发数年之久的单层石墨烯工艺,全物理工序低耗能无污染。经过对天然石墨进行表面修饰、改性、插层剪切、超声离心等深加工,在性能端进行高倍率、大容量、长循环、低膨胀的改良提升,其性能指标均优于市面上主流的人造石墨负极材料指标。
(图自华明胜官网:华明胜天然石墨负极材料)
一时间,投资机构闻风而动,已有近百家投资主体和各地方政府来访华明胜。尤其是四川、内蒙古、陕西等石墨资源丰富的地区,迫切需要更为进步、环境友好型的石墨负极技术为当地的锂电产业链注入新鲜血液,再多的“不谋而合”便也在情理之中了。
道阻且长,人造石墨的绝对霸主地位在短时间内难以撼动,但是伴随着各国对环境保护政策的层层加码,以及天然石墨负极生产工艺的不断迭代完善,天然石墨负极的占比提升必是大势所趋。以华明胜为代表的新锐企业,将引领这场绿色能源新材料的潮流滚滚向前。