原標題:特斯拉新方案引爆市場,核心電極碳材料中國產化迫在眉睫—北海星石碳材公司迎來行業發展大好時機
近日全球新能源汽車龍頭特斯拉宣佈“無鈷”訊息後,據路透社報道,特斯拉正在美國弗裡蒙特建造一條電池生產線試點,並自行設計了電池生產裝置,這或將是特斯拉自主生產電池的起點,市場的普遍猜測是全新的“超級電容電池”。
從“無鈷”磷酸鐵鋰再到呼之欲出的“超級電容電池”,特斯拉的一舉一動,同時也讓A股市場各動力電池企業經歷“一波三折”。在特斯拉“超級電容”的猜想下,國內證券市場“超級電容”概念股狂歡暴漲,銅峰電子、凱恩股份、思源電氣、泰爾股份、華鋒股份、新築股份、豫金剛石、江海股份和新宙邦等2月24、25日紛紛漲停,其中龍頭銅峰電子已經累計6個漲停,一週漲幅超過100%。
此番引發熱議的超級電容器為何受到如此熱捧呢?超級電容器又叫雙電層電容器、電化學電容器,作為一種高效儲能器件,具有充電時間短、使用壽命長、溫度特性好、節約能源和綠色環保等特點,已廣泛應用於國防軍工、軌道交通、城市公交、起重機械勢能回收、發電與智慧電網、消費電子等領域,而在汽車行業的應用上,比起鋰電池聚焦於新能源汽車的續航里程,超級電容對其產生積極的互補作用,即可以滿足電動車的啟動和加速效能,補償峰值功率,且避免了電池大功率充放電,以有效延長電池的壽命。
特斯拉對於自主研發電池可謂是謀劃許久,2019年5月,特斯拉以溢價55%估值2.18億美元收購了當今世界超級電容技術最成熟的電池製造公司Maxwell,就是看重乾電極+超級電容驅動的能源儲存業務。從專業的角度分析,特斯拉通過收購Maxwell控制全球最領先的超級電容器技術主要是要解決目前使用傳統動力鋰電池無法很好解決的幾個核心問題:
1、有效提高續航里程的問題,通過在傳統電池動力基礎上加入超級電容回收剎車能量、可節約傳統電池能耗輸出30-50%,有效提高整車續航里程。
2、利用超級電容快速充電的特點解決乘用車快速充電的問題。
3、利用超級電容大功率輸出的優勢,有效提高乘用車輛操控效能的問題,車輛啟動加速效能將得到有效提升。
4、利用超級電容儲能技術解決乘用車輛智慧化裝置能源控制問題。
儘管超級電容器在短期內還不能全面突破取代鋰電池在新能源汽車領域的地位,但超級電容器憑藉自身多項優越的特點,已經獲得越來越廣泛的用途。首先在國防軍事上已經具備不可替代性,可保證坦克車、裝甲車等戰車的順利啟動和剎車能量回收(尤其是在寒冷的冬季)、作為鐳射武器、電磁炮的脈衝能源,用於航空母艦的電磁彈射能源管理。其次,民用方面主要高鐵、輕軌等重型運輸裝置能量回收和啟停;用作起重灌置的電力平衡電源,可提供超大電流的電力;用作乘用車輛啟停電源,啟動效率和可靠性都比傳統的蓄電池高;可以全部或部分替代傳統的蓄電池用作城市公車輛的主要牽引能源,替代傳統的內燃機;此外還可用於其他機電裝置的儲能能源。
超級電容器雖然具備諸多優點,但是短期仍然有兩塊短板成為其全面普及發展的最大制約因素。一個是能量密度低,另一個是價格高。
從構成看,超級電容器主要由電極、電解液、隔膜、引線等輔助材料組成,其中電極、電解液和隔膜材料(特別是電極材料)對超級電容器的效能起著決定性的影響,也基本決定最終產品的型別與特性。電極、電解液和隔膜的先後順序也是對三者技術難度的排序,目前電極技術壁壘最高,電解液次之,隔膜相對容易(競爭較為激烈),可見超級電容器價格高企的原因是成本主要集中在電極上,而電極的成本70%來源於電極材料-超級電容碳,由於電極技術壁壘高,全球能穩定生產出高效能超級電容碳的企業寥寥無幾,全球80%左右的超級電容碳給日本企業可樂麗所壟斷,壟斷導致價格高企。中國超級電容產業聯盟副祕書長、清華大學教授騫偉中認為,超級電容器技術發展的餘地還很大,探索超級電容器新材料、新體系,結合準電容和新型碳材料,發展高比能量的超級電容器,拓寬應用範圍是推動超級電容器產業良好發展的核心。可見,超級電容器技術一定意義上說是高效能活性炭和新型碳材料的科技,因為它是超級電容器最核心也是成本佔比最大的關鍵材料。
一方面是無比美好的商業前景、一方面最致命的核心電極材料被國外企業壟斷,成為制約國內超級電容產業發展的“卡脖子”問題。針對國內超級電容產業目前狀況,中國超級電容產業聯盟理事長楊裕生院士認為,中國超級電容器行業需要進一步擴大產業規模,積極拓展新的應用場景、盈利模式。他給出了兩點建議:一是要大力協同,對中國產超級電容碳進行廣泛試用,發現問題及時改進,儘快實現穩定生產,提高性價比,實現高效能超級電容活性炭中國產化。二是聯合使用者開發滿足特定用途的電池型電容器,大力開拓電容器的應用領域和市場。
2018年12月以楊裕生院士為主任評審委員的中國電工技術鑑定委員會對北海星石碳材料科技公司“年產300噸高品質有機體系超級電容活性炭連續化製備”的製備技術與應用科技成果進行評審,評定其為“打破了國外技術壟斷並實現替代進口、填補國內空白,整體技術達到世界先進水平,解決了關鍵材料的卡脖子問題,是對中國超級電容器關鍵材料的一大貢獻,將極大的帶動中國超級電容產業發展的重大科技突破”,這預示著中國超級電容核心電極材料大規模量產取得突破,成功解決了中國超級電容器的關鍵材料問題,為中國新能源產業和超級電容行業的高速發展奠定了堅實的基礎。
北海星石碳材料科技公司作為全球為數不多幾家能跟日本可樂麗公司超級電容碳技術相媲美和競爭的超級電容碳生產企業,公司前瞻性地提前十年佈局超級電容碳技術,擁有國內頂尖的活性炭材料生產技術及研發團隊,研發實力雄厚;科技創新能力突出,掌握超級電容碳關鍵自主核心技術,並主要依靠核心技術開展生產經營,已具有較為成熟穩定的商業模式。公司投建的“北海星石新能源材料產業園”專案無論是產業規模還是技術裝置水平均處於國內遙遙領先地位,現己開發出兩個規格、極具市場競爭力的超級電容炭產品。“產業園”全面建成達產後,將成為全球最大的單一椰殼活性炭和超級電容碳生產企業,公司將通過領先的生產裝置以及先發性規模化優勢,大幅降低中國超級電容器產業的製造成本,為中國超級電容器行業的快速發展提供有力保障,進一步擴大中國超級電容器產業在全球範圍的競爭優勢。
文字圖片:北海星石碳材料科技有限責任公司 2020年2月26日