动力电池预锂化分析( 28 页)

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目录

一、为什么要发展预锂化：高端动力电池放量在即 .....5

1.1 为何补锂：锂电池首次充放电活性锂损失导致ICE 下降 .....5

1.2 哪些电池需要补锂：硅基负极或有高达30%不可逆锂损耗 .....5

1.3 需要考虑的因素：程度、分解产物、时间、兼容性以及价格 ......6

二、什么是可工业化且最经济的补锂方式：正极补锂剂铁酸锂，负极需观察成本变化 ....7

2.1 制备端：正极预锂化在制备端较负极预锂化更容易 ....7

2.1.1 负极预锂化：化学法是实现负极预锂化工业化最有希望和现实意义的方法....8

2.1.2 正极预锂化：铁酸锂及镍酸锂实现工业化生产，寻找具有高过锂化容量的正极材料较难.....10

2.1.3 各企业专利：电池厂主做负极预锂化，正极厂主做正极预锂化 ......17

2.2 经济性方面：正极添加剂补锂>负极预锂化 ......18

2.2.1 正极补锂经济性：铁酸锂>镍酸锂 .....18

2.2.2 负极补锂经济性：锂箔补锂>锂粉补锂 ......20

2.2.3 投资强度：年产1 万吨铁酸锂，投资约为10-14 亿元....21

三、补锂剂未来在哪：镍酸锂迈出第一步，更经济的铁酸锂为第二代，负极需观察产业链成本变化 .....21

3.1 对于市场 ：高端电池放量后，渗透率将快速提升 .....21

3.2 对于行业：高端动力电池放量在即，补锂剂迎来放量契机....22

3.3 对于公司：存在验证壁垒、经济性壁垒以及工艺壁垒.......22

四、谁能生产出好的补锂剂：两超多强，研一已量产，德方预计于4Q22-1Q23量产 .....23

4.1 终端：新能源车开始搭载“掺硅补锂”动力电池 ......24

4.2 车厂&电池厂：特斯拉、比亚迪 .......24

4.2.1 特斯拉：预锂化在应用以及技术层面都有助推力 .......24

4.2.2 比亚迪：超强技术储备，补锂相关专利20 余项 ....24

4.3.3 其他：国轩高科等 ....25

4.3 正极厂：德方纳米、深圳研一 ......25

4.3.1 德方纳米：处产能建设阶段，即将投产 .....25

4.3.2 深圳研一：镍酸锂、铁酸锂已成功量产 .....27

4.3.3 其他：杉杉能源等 ....28

图表目录

图表1：锂离子电池负极预锂化作用示意图.....5

图表2：锂电池负极材料面临的问题 .......6

图表3：电池负极锂枝晶SEM图像 ....6

图表4：预锂化需要考虑的因素 ......7

图表5：补锂技术路线制备端对比.......7

图表6：负极预锂化存在的问题及解决....8

图表7：金属Li 箔直接与电极材料接触示意图 ....9

图表8：原位预锂化与非原位预锂化区别 ......10

图表9：电化学预锂化示意图....10

图表10：微波化学法制备过嵌锂正极材料 .... 11

图表11：4 类典型的可用作牺牲锂盐的分子式及其理论比容量......12

图表12：Li/Li2NiO2 半电池的恒电流充放电电压曲线.....12

图表13：采用铁酸锂（Li5FeO4）的预掺杂方法示意图 .....13

图表14： Li/ Li5FeO4（铁酸锂）半电池在2.5-4.7V 电压范围内的首次充放电曲线 .....13

图表15：深圳研一镍酸锂与铁酸锂产品性能对比......13

图表16：掺杂/不掺杂铁酸锂对比 .....13

图表17：不同预掺杂方法对比......14

图表18：复合锂源镍酸锂纯度提高、残碱含量明显降低 .......15

图表19：镍酸锂/铁酸锂制备流程图......15

图表20：残碱问题的解决方式......16

图表21：在电解液中加添加剂残碱量明显降低 .....16

图表22：增加水洗工艺明显降低残碱量....16

图表23：包覆后的镍酸锂在高温储存中更稳定，抑制了电池内阻偏大和胀气17

图表24：一种直观测量补锂剂最佳添加量的方法......17

图表25：部分企业补锂相关专利布局 .......18

图表26：铁锂电池（上表）及三元811 电池（下表）成本变动敏感性分析 ...19

图表27：铁锂电池成本拆分 .....19

图表28：三元811 电池成本拆分 ......20

图表29：制备1 吨铁酸锂/镍酸锂所需原料用量 ....20

图表30：固相法制备铁酸锂Li5FeO4 ....21

图表31：德方纳米补锂剂投资项目.......21

图表32：补锂剂全球市场空间测算.......22

图表33：2021-2025 年硅基负极需求量预测（万吨）.......22

图表34：存在验证壁垒、经济性壁垒以及工艺壁垒 ......23

图表35：通式化合物专利定义......23

图表36：两超多强格局 ....24

图表37：湿/干电极技术在预锂化方面对比 .......24

图表38：部分比亚迪补锂专利......25

图表39：部分厂商其补锂剂相关专利 .......25

图表40：补锂剂相关研发项目内容（2021） ....26

图表41：研发人员学历情况（2021） ......26

图表42： 2022 年各公司专利申请数量（项） ......26

图表43：德方纳米补锂剂投资项目.......26

图表44：公司铁酸锂SEM图（该产品纯度98%） ......27

图表45：研发人员学历情况（2022） ......27

图表46：2019-2022 公司专利申请数量情况（项） ......27

图表47：公司LNO 与LFO 产品首次充放电曲线 ......28

图表48：部分厂商其补锂剂相关专利 .......28