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容百科技如何打好高鎳三元牌?

鉅大LARGE  |  點擊量:520次  |  2023年02月16日  

高鎳正極材料的優(yōu)勢在于克容量較高,從各國動力鋰離子電池技術路徑規(guī)劃來看,2020年動力鋰離子電池電芯能量密度普遍將達到300Wh/kg以上,在現有技術體系中,高鎳三元是最可行的商業(yè)化方法,三元正極高鎳化趨勢明朗。


三月二十二日,上海證券交易所官網公布科創(chuàng)板首批受理上市申請的9家公司名單,寧波容百新能源科技股份有限公司(簡稱“容百科技”)位列其中,擬發(fā)行不超過4500萬股,融資金額為16億元,且公司最新一輪估值高達102億元。


容百科技作為一家重要從事鋰離子電池正極材料及其前驅體的研發(fā)、生產與銷售的跨國型集團公司,于2014年九月重組建立,由中韓兩支均擁有二十余年鋰電正極材料行業(yè)成功創(chuàng)業(yè)相關相關經驗的團隊共同打造。


尤其是在高鎳三元材料領域,無論是在技術研發(fā)、產品量產,客戶應用上,容百科技領跑國內同行。目前其配套客戶已經涵蓋力神、比克、CATL、比亞迪等頭部公司。


在容百科技的的招股說明書中,有關高鎳材料目前的產業(yè)化難題以及其在研發(fā)、技術、客戶開拓等領域的競爭優(yōu)勢做了詳細解讀。

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目前,NCM811動力鋰離子電池產品相較NCM523產品能量密度可提升25%,后續(xù)高鎳正極產品性能的進一步優(yōu)化可使得能量密度優(yōu)勢提升30%以上。能量密度提升意味著同等重量的電池可以供應更多的帶電量,實現輕量化的同時顯著提升續(xù)航里程。


2017年開始,隨著電芯技術的不斷進步、大公司的持續(xù)研發(fā)投入,包括容百材料等少數廠商陸續(xù)實現了NCM811的量產。國內重要圓柱電池公司,如比克動力、天津力神、福斯特、德朗能等陸續(xù)進入811電池量產階段,未來隨著設備自動化程度逐漸提高、生產環(huán)境管控能力逐步加強,預計2019年NCM811正極材料及相關電池產品占比將大幅提升。


高鎳材料的產業(yè)化差異


高鎳三元正極材料由于氧化性較強,要摻雜包覆做產品改性才能使用,摻雜包覆元素的選擇以及分布的均勻性,依賴生產廠商的技術工藝及生產設備。


在原材料方面:有關常規(guī)三元正極材料,由于碳酸鋰成本普遍低于氫氧化鋰,大部分廠商均采用碳酸鋰作為鋰源材料。高鎳三元材料要更高的能量密度、更好的充放電性能,普遍采用氫氧化鋰作為鋰源材料。

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在生產設備方面:高鎳三元材料尤其容易出現金屬離子混排問題(不同金屬離子混合占位,有關材料的首次效率、可逆容量、循環(huán)性能等電化學性能造成不利影響),要盡量消除,因而要在純氧環(huán)境中生產,所以高鎳產品的燒結要氧氣爐,而常規(guī)三元只需使用空氣爐。


在生產環(huán)境方面,高鎳三元材料有關濕度要求更高,一般要專用除濕、通風設備。在磁性物控制方面,高鎳三元材料也有更高要求,往往要對廠房進行特定改造。


由于生產工藝及生產環(huán)境的要求顯著提升,窯爐的多溫區(qū)溫度控制精度、氧氛燒結對設備的密閉性要求均顯著高于NCM523等常規(guī)產品,高品質、高一致性的高鎳正極材料量產難度較大,產品整體合格率較低。


容百科技的“技術王牌”


容百科技是國內最早推出單晶NCM523、單晶NCM622三元正極材料廠商之一,以及首家高鎳NCM811大規(guī)模量產公司。


在2017年率先實現NCM811規(guī)?;慨a的基礎上,陸續(xù)推出了第二代、第三代NCM811產品,在保持了技術領先與產量規(guī)模優(yōu)勢的同時,促進了鋰離子電池領域NCM三元材料對鈷酸鋰材料的替代、高鎳三元材料對常規(guī)三元材料的替代。憑借在單晶與高鎳三元正極材料領域的技術優(yōu)勢,容百科技的NCM811產品在全球范圍內率先應用于新能源汽車。


在自主創(chuàng)新方面,其在三元正極材料及其前驅體的一體化制造領域,掌握了多項國際領先、工藝成熟的關鍵核心技術,重要包括前驅體共沉淀技術、正極材料氣氛燒結技術、正極材料表面處理技術、高電壓單晶材料生產技術等,并具有權屬清晰的自主知識產權。


在產業(yè)化的實現上,容百于2015年實現單晶高電壓NCM523材料大規(guī)模量產,促進了三元正極材料在數碼電池領域對鈷酸鋰的替代;2016年,突破并掌握高鎳三元正極材料的關鍵工藝技術,推出了應用于圓柱動力鋰離子電池的第一代811產品;此后,于2017年率先實現NCM811和單晶高電壓NCM622產品的大規(guī)模量產,并在2018年末實現了高鎳NCA及單晶高電壓NCM811產品小規(guī)模量產。


高工鋰電獲悉,截至目前,其開發(fā)的單晶系列與高鎳系列三元正極材料,配套用于寧德時代、比亞迪、LG化學、天津力神、孚能科技、比克動力等國內外多家知名電池廠商的前沿產品中,得到了市場的廣泛認可。在循環(huán)壽命方面,其NCM811正極材料所應用的單體電池常溫循環(huán)次數已可達2,000次以上。


開展全固態(tài)電池材料、鈉電池材料、富鋰錳基材料等基礎性材料研究,以滿足電池公司及經濟社會對更高性能正極材料的需求。其中,在研開發(fā)的高容量單晶型NCM811、高能量高壓實型NCA、多元高能量密度NCMA等新產品,已進入試生產、中試及小試階段。


在工藝裝備領域,由于高鎳三元正極材料對摻雜包覆技術、燒結設備精度及加工工藝具有更高的技術要求,容百自主設計、建造的全自動化高鎳正極材料生產線,以立體布局打破了傳統(tǒng)產線的平面布局,提升了單位占地面積產量,優(yōu)化了工序物流模式,并通過單體自動化設備分散控制、中控室集中操作、全流程無斷點與密閉式生產,實現了安全、高效的自動化管理。


其中,公司針對高鎳三元正極材料的獨特技術要求,對燒結設備、包覆設備、物料輸送系統(tǒng)、環(huán)境控制系統(tǒng)等進行了全新設計與獨創(chuàng)開發(fā),為高鎳材料的量產及進一步提高產量打下了堅實基礎。


在掌握三元正極材料及其前驅體的一體化核心技術的同時,容百科技還在廢舊鋰離子電池材料回收再利用業(yè)務領域進行積極布局,形成了動力鋰離子電池循環(huán)利用的完整閉環(huán)與競爭優(yōu)勢。


據了解,容百具有“NiCoMn金屬回收技術”、“Li2CO3回收技術”等廢舊材料回收再利用核心技術,通過無機酸溶解、除雜、共沉淀等方法回收可使用的鎳、鈷、錳、鋰元素材料,綜合回收率高,處于行業(yè)領先水平。


同時,其所投資的合營子公司TMR株式會社已實現了鋰離子電池廢料回收利用業(yè)務的成熟應用,是公司向動力鋰離子電池循環(huán)利用領域擴展的重要戰(zhàn)略布局。


此外,容百科技在三元材料前驅體的生產過程中,采取了多項回收循環(huán)再利用技術,在防止環(huán)境影響的同時,實現了前驅體生產的生態(tài)循環(huán)經濟。

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