編者按:限電措施已經(jīng)傳導(dǎo)至各高能耗行業(yè)。對于鋰電池產(chǎn)業(yè)而言,負(fù)極材料石墨化作為能耗最高的環(huán)節(jié)受到一定沖擊。來自廣東煤基碳材料研究院的專家指出,基于煤基碳材料的特殊結(jié)構(gòu)而新研發(fā)的石墨化工藝將大幅降低該工序能耗,破解負(fù)極材料能耗瓶頸。
在能耗“雙控”政策背景下,多地相繼限電限產(chǎn),鋰電產(chǎn)業(yè)鏈也被波及,而石墨化環(huán)節(jié)因高能耗首當(dāng)其沖,產(chǎn)能受限,供需缺口拉大,逐步成為制約負(fù)極材料產(chǎn)能釋放的瓶頸。
來自廣東煤基碳材料研究院的專家指出,基于煤基碳材料的特殊結(jié)構(gòu)而新研發(fā)的石墨化工藝將大幅降低該工序能耗,破解負(fù)極材料能耗瓶頸。
01
石墨化占負(fù)極材料成本漸次上升
據(jù)了解,石墨化是人造石墨負(fù)極材料生產(chǎn)的關(guān)鍵工序,占負(fù)極材料成本約5成,主要成本為電費,通常1噸石墨化產(chǎn)能需耗費1.2-1.4萬度電,屬于高能耗工藝。
相關(guān)機(jī)構(gòu)介紹,2021上半年人造石墨產(chǎn)品占負(fù)極材料的比例上升至85%,同時電費上漲導(dǎo)致石墨化加工費用攀升,上擠下壓石墨化產(chǎn)能緊缺,加工費上行,石墨化已經(jīng)成為制約負(fù)極材料產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展瓶頸。
研究顯示,從目前負(fù)極材料直接成本構(gòu)成來看,石墨化成本占比已經(jīng)從上年的40%出頭到目前的55%左右,成本占比上升10個百分點左右。目前負(fù)極材料石墨化成本每增加10000元/噸,負(fù)極材料成本就至少增加5000元/噸。
02
石墨化成為負(fù)極擴(kuò)產(chǎn)卡脖子環(huán)節(jié)
國家對能耗雙控政策層層加碼,加大對高耗能高排放項目的管控力度。由于石墨化產(chǎn)能具備高能耗屬性,部分地區(qū)石墨化存量產(chǎn)能開工率受制,新增產(chǎn)能落地難度加大,石墨化資產(chǎn)稀缺性凸顯,成為負(fù)極擴(kuò)產(chǎn)的卡脖子環(huán)節(jié)。
因此,業(yè)界人士指出,在能耗雙控大背景下負(fù)極有效產(chǎn)能在于石墨化產(chǎn)能,擁有高度一體化產(chǎn)能的負(fù)極企業(yè)將在未來的競爭中具備更強(qiáng)的交付能力和更低的成本優(yōu)勢,負(fù)極材料行業(yè)競爭格局有望優(yōu)化。
03
傳統(tǒng)工藝屬于高能耗環(huán)節(jié)
人造石墨基礎(chǔ)生產(chǎn)環(huán)節(jié)主要分為破碎、造粒、石墨化和篩分,其中石墨化壁壘最高,最能夠體現(xiàn)差異化優(yōu)勢。
人造石墨產(chǎn)品選取針狀焦、石油焦等為主要原料。人造石墨生產(chǎn)工藝是將原材料、粘結(jié)劑經(jīng)過破碎、造粒、石墨化、篩分四道工序后制成。
據(jù)相關(guān)專家介紹,從石墨化工藝來看,石墨化是利用熱活化將熱力學(xué)不穩(wěn)定的碳原子實現(xiàn)由亂層結(jié)構(gòu)向石墨晶體結(jié)構(gòu)的有序轉(zhuǎn)化,該工藝需要消耗大量能量。按照傳統(tǒng)工藝手段,屬于高能耗環(huán)節(jié)。
04
新原料新工藝突破能耗瓶頸
來自廣東煤基碳材料研究院的專家介紹,該院使用煤基碳材料和特殊工藝制備人造石墨能夠大幅度降低該工序能耗的同時提高產(chǎn)品收率,并且所生產(chǎn)的產(chǎn)品可制備大幅度提高鋰電性能的負(fù)極材料。
該專家解釋說,煤基碳材料如煤系針狀焦等,有別于油系針狀焦、石油焦等原料,其特殊的分子結(jié)構(gòu)能夠保證在更加溫和的條件下實現(xiàn)石墨化,從而大幅度降低能耗的同時提高產(chǎn)出率。
同時,該專家還指出,同樣由于煤基碳材料結(jié)構(gòu)的特殊性,由此類材料所生產(chǎn)的電池性能有了顯著提高。