證券時報
李明珠
2024-09-17 10:10
9月10日，蘋果、華為兩大科技巨頭召開新品發(fā)布會。蘋果推出的iPhone16系列和華為推出的全球首款三折疊屏手機Mate XT“不約而同”把AI功能視為一大賣點，吸引來無數(shù)粉絲圍觀。
從業(yè)內(nèi)人士角度來看，“兵馬未動，糧草先行”，為滿足AI運算所帶來的高能耗需求，電池性能的提升恐已無法承襲現(xiàn)有技術(shù)改良升級或是“基因突變”，實實在在的技術(shù)革新已迫在眉睫。
2024年半年報里，作為消費電池主流正極材料供貨商的廈鎢新能(688778)曾提到公司針對 AI 功能對高能量密度的需求，正積極開發(fā)下一代高性能正極材料產(chǎn)品，能量密度顯著提升，并預(yù)計下半年將在終端得到應(yīng)用。如今，隨著全球AI手機市場熱度日漸升溫，正極電池材料賽道預(yù)計也將面臨巨大的發(fā)展機遇。
首推新型NL層狀結(jié)構(gòu)
長期以來，高電壓鈷酸鋰作為體積能量密度最大的正極材料，一直是中高端 3C 消費電子最主流的正極材料。2021年于科創(chuàng)板上市的廈鎢新能憑借其技術(shù)優(yōu)勢，早早就與國內(nèi)外各大知名電池企業(yè)結(jié)為同盟。
但是目前來看，為滿足AI功能運算提出的更高能量密度正極材料要求，業(yè)界現(xiàn)有的鈷酸鋰（LiCoO2）技術(shù)路線已經(jīng)觸碰到了天花板。高于4.55V電壓的鈷酸鋰材料開發(fā)面臨一系列困難，包括體相的不可逆相變及表面失效等等。
此次廈鎢新能在半年報中提及的下一代高性能正極材料通過與國際知名電池企業(yè)合作，在業(yè)內(nèi)首次采用了全新NL層狀結(jié)構(gòu)，對現(xiàn)有正極材料進行了徹底革新。
據(jù)科研人員介紹，該款正極材料結(jié)構(gòu)與市場上現(xiàn)有的鈷酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰和富鋰錳基等材料完全不同，使用了國際領(lǐng)先的“定向迭代”工藝。以往提升能量密度，無非是通過摻雜包覆，但都只是一個改良。新技術(shù)首次在產(chǎn)業(yè)化上通過定向迭代，將鋰離子嵌進去，可獲得結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定的鋰電正極材料，有利于更高能量密度電池的研發(fā)。
實際上，為了應(yīng)對攜帶AI模塊的手機電池耗能大幅提升的壓力，業(yè)內(nèi)已經(jīng)有不少終端大廠開始考慮投入研發(fā)力量進行自主開發(fā)或者合作開發(fā)。但此次廈鎢新能在半年報中透露出的信息雖然僅是寥寥數(shù)字，但無疑表明公司已是胸有成竹。
以新質(zhì)生產(chǎn)力應(yīng)對產(chǎn)業(yè)挑戰(zhàn)
廈鎢新能自設(shè)立以來，下游客戶始終聚焦3C 鋰電池及動力鋰電池行業(yè)客戶。特別是3C 鋰電池，已然貢獻了公司營收的半壁江山。
作為國際主流3C 鋰電池的模范供應(yīng)商，廈鎢新能此次下定決心投產(chǎn)新型正極材料頗具“自我革命”意識。因為這種新型材料在生產(chǎn)環(huán)節(jié)上，與既有的正極材料產(chǎn)線不通用，需要增加很多設(shè)備投入。由于規(guī)模化生產(chǎn)之前必須重新設(shè)計或者改造產(chǎn)線，這勢必導(dǎo)致在產(chǎn)業(yè)化初期成本較高，從而影響下游廠商的采購動力。
那么為何公司此次會在半年報中明確表示下半年就將投產(chǎn)新型材料？歸根結(jié)底還是新型材料在提升電池能量密度方面所具備的顛覆性優(yōu)勢。
通過檢索科技文獻可以發(fā)現(xiàn)，這種新型NL層狀結(jié)構(gòu)正極材料的發(fā)現(xiàn)可以追溯到1982年。但當時的研究還主要集中在其相變行為的研究，較少關(guān)注高電壓行為。
相較科研機構(gòu)，廈鎢新能作為全國首批參與鋰電池正極材料研發(fā)與生產(chǎn)的企業(yè)之一，長期來與核心客戶一起對這項技術(shù)的量產(chǎn)保持了更大的研發(fā)熱情，從而也讓科研成果與實際量產(chǎn)的對接成為了可能。
根據(jù)公司研發(fā)人員介紹，量產(chǎn)后的新型NL層狀結(jié)構(gòu)正極材料至少具備以下幾大優(yōu)勢：首先是之前提到的電池能量密度提升。隨著未來攜帶AI功能電子產(chǎn)品的密集推出，這項數(shù)據(jù)恐將大大提升行業(yè)的準入門檻；其次是這種新型正極材料與現(xiàn)有的三元材料、鈷酸鋰、磷酸鐵鋰和富鋰錳基等正極材料都不同，結(jié)構(gòu)更穩(wěn)固，能承受更高的電壓，也就是說循環(huán)壽命也將更長；最后是具備了更高的結(jié)構(gòu)層，更加利于鋰離子交換，也就是說快充性能更好，充電的效率得到了提升。
此外新型NL層狀結(jié)構(gòu)在定向置換鋰離子的同時，貴重金屬使用量會下降，長期看具備降本增效的好處。
如果用通俗的語言解釋，新型NL層狀結(jié)構(gòu)能表現(xiàn)出優(yōu)異的高電壓循環(huán)穩(wěn)定性（4.6V，4.7V），不僅解決了傳統(tǒng)材料在高電壓下失效的問題，還為鋰離子電池技術(shù)的發(fā)展提供了新的方向，對電池產(chǎn)業(yè)具有革命性意義。
例如在固態(tài)電池領(lǐng)域，全固態(tài)電池的痛點是固固界面接觸不充分，阻礙離子傳輸。NL層狀正極層寬較寬，有利于鋰離子傳輸，可以有效改善固固界面問題，加速全固態(tài)電池的商業(yè)化運用。從長期發(fā)展趨勢來看，廈鎢新能新型正極材料未來在廣泛應(yīng)用于3C消費領(lǐng)域的同時，有望憑借性能和成本優(yōu)勢還將在低空經(jīng)濟、固態(tài)電池等領(lǐng)域不斷拓展新應(yīng)用領(lǐng)域，迎來電池性能的二次騰飛。（CIS）
