Лити-ион батерейны анод материал дахь графит электродуудын хэрэглээний байдал ба хэтийн төлөвийн шинжилгээ
1. Хэрэглээний байдал: Графит нь зах зээлийг давамгайлж байгаа ч технологийн давталтын дарамттай тулгарч байна
1.1 Зах зээлийн давамгайлсан байр суурь
Лити-ион батерейны анодын гол урсгал нь (байгалийн болон синтетик бал чулууг оролцуулан) графит анодын материалууд хэвээр байгаа бөгөөд 2024 онд дэлхийн нийт тээвэрлэлтийн 99%-ийг эзэлж байна. Өндөр нягтралтай, маш сайн мөчлөгийн гүйцэтгэлтэй (>1500 мөчлөг), анхны үр ашгийн 93% зэрэг давуу талуудтай синтетик бал чулуу нь зах зээлийн 80%-иас дээш хувийг эзэлж, цахилгаан батерейны салбарт ноёрхож байна. Дэлхийн хамгийн том үйлдвэрлэгч болох Хятад улс 2024 онд 2.16 сая метрик тонн анодын үйлдвэрлэлд хүрч, дэлхийн зах зээлийн 98.5%-ийг эзэлж, бал чулуун анод нийт бүтээгдэхүүний 75%-иас дээш хувийг эзэлж байна.
1.2 Зардлын томоохон давуу талууд
Графит анод нь масштабын эдийн засгийн ачаар бага өртөгтэй болсон бөгөөд Хятадад дотоодын синтетик бал чулууны үнэ 2022 онд 55,000 юань/тонноос 2024 онд 16,500 юань/тонн болж буурсан нь 21.43%-иар буурсан үзүүлэлт юм. Энэхүү өртгийн үр ашиг нь хэрэглээний электроник, эрчим хүчний хадгалалт зэрэг үнийн мэдрэмтгий салбаруудад өргөнөөр хэрэгжих боломжийг олгодог.
1.3 Шинээр гарч ирж буй технологийн саад бэрхшээлүүд
Графитын онолын хувьд хүчин чадал нь 372 мАч/г хүртэл хязгаарлагдмал бөгөөд гүйцэтгэлийн дээд хязгаартаа ойртож байгаа бөгөөд шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслийн (NEV) "хэт хол зайн" эрэлтийг хангахад бэрхшээлтэй байна. Дээд зэрэглэлийн цахилгаан батерейны эрчим хүчний нягтралыг нэмэгдүүлэх нь цахиур дээр суурилсан болон хатуу нүүрстөрөгчийн анод зэрэг дараагийн үеийн материалууд руу шилжихэд хүргэж байна.
2. Хэрэглээний хэтийн төлөв: Богино хугацаанд орлуулах боломжгүй боловч урт хугацааны орлуулах эрсдэлтэй тулгарч байна
2.1 Богино хугацаа (3–5 жил): Графит нь гол цөм хэвээр байна
- Тогтвортой эрэлтийн өсөлт: Шинээр үйлдвэрлэсэн цахилгаан станцууд болон эрчим хүчний хадгалалтын зах зээл өргөжсөнөөр анодын материалын эрэлт нэмэгдэх бөгөөд Хятадын тээвэрлэлт 2025 он гэхэд 2.41 сая тоннд хүрэх төлөвтэй байгаа бөгөөд бал чулуун анод нь 70 гаруй хувийг эзэлсээр байна.
- Технологийн оновчлол нь өрсөлдөх чадварыг хадгалдаг: Шингэн фазын бүрхүүлийн технологиуд нь бал чулуун анодын мөчлөгийн ашиглалтын хугацааг 2000 мөчлөгөөс хэтрүүлэн сунгасан бол 3D сүвэрхэг бүтцийн загвар нь 15 минутын дотор 80% хүртэл хурдан цэнэглэх боломжийг олгож, хэрэглээний электроник болон бага хүчин чадалтай батерейны шаардлагыг хангадаг.
- Зардлын давуу талууд маргаангүй хэвээр байна: Графитжуулалтын процессын инноваци (жишээлбэл, тасралтгүй графитжуулалт) нь зардлыг цаашид бууруулдаг бол цахиур дээр суурилсан анод нь 3-5 дахин үнэтэй хэвээр байгаа нь богино хугацаанд олноор ашиглахыг хязгаарлаж байна.
2.2 Урт хугацааны (5–10 жил): Цахиур дээр суурилсан анодууд барьцалдалтыг нэмэгдүүлж, графитын зах зээлийн хувийг шахаж байна
- Цахиур дээр суурилсан анодын нээлтүүд: Нано бүтэцтэй дизайн, нүүрстөрөгчийн бүрхүүлийн оновчлол, урьдчилсан литийн технологийн дэвшил нь эхний мөчлөгийн үр ашгийг 85 гаруй болгож, мөчлөгийн ашиглалтын хугацааг 1000 мөчлөгөөс дээшлүүлж, зардлыг 2022 оны түвшингээс 60%-иар бууруулж, 180 юань/кг хүртэл бууруулсан. Дэлхийн цахиур дээр суурилсан анодын зах зээл 2025 он гэхэд 30 тэрбум юаньд хүрч, нэвтрэлт 10%-иас давж, 2030 он гэхэд 25%-д хүрэх төлөвтэй байна.
- Бодлого ба зах зээлийн хөдөлгөгч хүч: Дэлхийн хэмжээнд NEV борлуулалт 2030 он гэхэд 60 сая нэгжид хүрэх төлөвтэй байгаа бол эрчим хүчний хадгалах хүчин чадал 2025 онд 300 ГВт.ц-аас 2030 онд 800 ГВт.ц болж өсөх төлөвтэй байна. Эрчим хүчний өндөр нягтралын эрэлт нь цахиур дээр суурилсан анодын хэрэглээг хурдасгах болно.
- Графитын зах зээлийн ухралт: Графитын анод нь бага хүчин чадалтай батерей, эрчим хүчний хадгалалт, хэрэглээний электроник руу ухарч, цахиур дээр суурилсан, лити-металл болон бусад дэвшилтэт материалын улмаас зах зээлийн эзлэх хувь буурч магадгүй юм.
2.3 Орлуулах эрсдэлүүд: Натрийн ион ба хатуу төлөвт батерейнууд
- Натрийн ион батерейны арилжааны хэрэглээ: Хэрэв өртөг нь 0.3 юань/Втц-аас доош унавал натрийн ион батерей нь ялангуяа эрчим хүчний хадгалалтын салбарт бал чулуун анодын эрэлтийг тасалдуулж болзошгүй юм.
- Хатуу төлөвт батерейны тасалдал: Хатуу төлөвт электролит ба лити-металл анодын хослол нь анодын орчинд хувьсгал хийж болох ч арилжааны хэрэглээ 5-10 жилийн дараа хэвээр байна.
3. Салбарын чиг хандлага ба стратегийн зөвлөмжүүд
3.1 Технологийн давталтын зааварчилгаа
- Графит Анод: Хурдан цэнэглэх гүйцэтгэлийг сайжруулах (жишээлбэл, шингэн фазын бүрхүүл), зардлыг бууруулах (жишээлбэл, тасралтгүй графитжуулалт) болон урт наслалт (жишээлбэл, 3D сүвэрхэг бүтэц)-д анхаарлаа хандуулдаг.
- Цахиур дээр суурилсан анод: CVD цахиур-нүүрстөрөгчийн процессын боловсорч гүйцэх байдал, литийн өмнөх аж үйлдвэржилт, бал чулуу-цахиурын нийлмэл хэрэглээг (жишээ нь, BTR-ийн S+i бал чулууны уусмал) хянах.
- Шинээр гарч ирж буй анодууд: Лити-хүхрийн батерейны литийн металл болон сүвэрхэг нүүрстөрөгчийн анодууд туршилтын шатандаа орж байгаа бөгөөд салбар-академикийн хамтын ажиллагааны төслүүд 2022 оноос хойш гурав дахин нэмэгджээ.
3.2 Байгууллагын стратегийн зөвлөмжүүд
- Богино хугацааны стратеги: Бүтээгдэхүүний үнийг нэмэгдүүлэхийн тулд өндөр никель катодын систем болон цахиур-нүүрстөрөгчийн нийлмэл материалын анодыг хөгжүүлэх.
- Урт хугацааны стратеги: Зах зээлийн байр сууриа бататгахын тулд гол патентуудад хөрөнгө оруулалт хийх (жишээ нь, бүрхүүлийн өөрчлөлт, урьдчилсан шүүх ажиллагаа) болон дэлхийн шилдэг 5 батерей үйлдвэрлэгчидтэй түншлэл тогтоох.
- Эрсдэлийг бууруулах: Орлуулах эрсдэлээс хамгаалахын тулд бал чулуу, цахиур дээр суурилсан болон лити-металлын технологид хөрөнгө оруулалтыг төрөлжүүлэх; ESG-ийн өндөр гүйцэтгэлтэй, ногоон үйлдвэрлэлийн туршлагатай нийлүүлэгчдийг эрэмбэлэх.
4. Дүгнэлт
Лити-ион батерейны анодуудад графит электродууд богино хугацаанд зайлшгүй шаардлагатай хэвээр байгаа бөгөөд үүнд хямд өртөг, тогтвортой байдал, техникийн сайжруулалтууд байнга хийгдэж байна. Гэсэн хэдий ч цахиур дээр суурилсан анодын дэвшил болон NEV-д эрчим хүчний нягтралын эрэлт нэмэгдэж байгаа нь урт хугацааны орлуулалтын эрсдэлийг бий болгож байна. Компаниуд инноваци, өртгийн хяналт, хангамжийн сүлжээний уян хатан байдлыг тэнцвэржүүлж, "хэмжээний тэлэлт"-ээс "чанарыг сайжруулах" руу шилжих ёстой бөгөөд энэ нь эцэстээ салбарыг эрчим хүчний нягтрал өндөр, ашиглалтын хугацаа урт, өртөг багатай болгоход хүргэдэг.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 7-р сарын 22