固态电池CNTp-3D集流体投资者交流会议纪要

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 · 湖南  

一、会议背景

本次会议旨在向投资者详细介绍东方材料与第一元素合作成立的合资公司,及其在固态电池3D集流体领域的技术进展、产业化规划和市场前景。会议重点解读了交易所问询函的回复内容,并分享了3D集流体的技术原理、竞争优势和商业化路径。

二、3D集流体技术介绍(董明博士)

1. 技术定位与原理

目标:替代锂、钠、钾、镁、铝、锌等电池中的导电集流体及负极材料。

原理:利用纳米碳纤维在铜或铝纤维表面构建三维“碳巢”结构,充电时金属离子在碳巢中原位沉积为金属,实现储能。

名称:“碳巢”(Carbon Nest),形象描述其结构。

2. 与传统负极材料的区别

传统负极:如石墨、硅碳、硬碳等,依赖材料层间储存离子,体积大、重量高。

3D集流体:无预制活性物质,充电时原位生成金属负极,实现“无负极”结构。

宁德时代技术对比:2025年4月23日宁德时代发布的“原位生成负极”技术,与3D集流体原理一致。

3. 技术优势

能量密度提升

特斯拉Model Y石墨负极厚度219μm,3D集流体仅10μm。

重量:3D集流体为20g/㎡,石墨负极为300+g/㎡。

体积与重量能量密度均可实现翻倍。

安全性提升:解决金属负极在循环中的枝晶、体积膨胀等问题。

兼容性强:适用于各类正极材料(如三元、磷酸铁锂等)。

4. 技术发展历程

2014年技术开发,2016年申请国家发明专利,2019年5月31日授权。

2019年起与中科海钠(胡永胜团队)合作研发钠电池。

2022年合作成果在《Energy Storage Materials》发表,钠电池能量密度达205Wh/kg,循环超千次。

三、产业化进展与市场应用

1. 当前技术成熟度

钠电池:已实现205Wh/kg能量密度,循环超千次,具备商业化基础。

锂电池:循环寿命约50~140次(液态电解液),需通过固态电解质或改性电解液提升。

瓶颈:电解质匹配是关键,尤其是锂金属匹配的有机溶剂难度高于钠。

2. 应用场景与推广路径

第一阶段(已具备条件)

军工领域:如巡飞弹(一次性高能量密度电池)。

特种设备:无人机、机器狗、电动工具等(循环500次以内)。

第二阶段(1-2年内)

机器人、高端消费电子(如手机、充电宝)。

第三阶段(3-5年内)

电动汽车、大储能系统(需循环寿命提升至千次以上)。

3. 客户与合作

2025年1-9月,已向27家头部电池企业发货,包括宁德时代(发货23次)、中航锂电、杭州万向等。

合作企业涵盖国内主流锂电池企业,因保密协议未公开全部名单。

四、3D集流体与市场同类产品区别

1. 产品结构

3D集流体:直纤维结构,表面高度结晶、缺陷少,比表面积约20㎡/g。

传统碳纳米管:流化床法制备,呈“毛线球”状,比表面积200–400㎡/g,缺陷多。

2. 性能与价格

3D集流体:售价1500元/公斤,主要用于高功率电池负极添加剂及3D集流体主材。

传统碳纳米管:售价4.5万–40万元/公斤,主要用于正极导电添加剂。

3. 应用市场

3D集流体:适用于快充快放场景,如军工、激光武器、电磁炮、车用启动电源等。

传统碳纳米管:主要用于能量型电池正极,不能用于负极。

五、与东方材料的合作规划(韩总)

1. 合作基础

产线协同东方材料现有导电油墨产线与3D集流体分散液生产工艺高度相似。

园区资源东方材料具备化工园区厂房,满足有机溶剂使用与环保要求。

转型需求东方材料寻求向高附加值新材料转型。

2. 合资公司规划

地点:滕州工厂(原为油墨项目,厂房已建成)。

改造周期:3–6个月完成产线改造。

产能目标

6–12个月内实现1000吨分散液、3000万㎡ 3D集流体产能。

投资优势:利用现有设施,资金投入较低,建设周期短。

六、产能与价格换算说明

价格:3D集流体干粉售价1500元/公斤。

换算关系

1000吨干粉 → 10000吨分散液(固含量10%)。

若匹配三元正极(380Wh/kg),可生产约3000万㎡ 3D集流体。

具体厚度与匹配正极能量密度相关。

七、总结

3D集流体是下一代高能量密度电池的核心材料,具备替代石墨、硅碳等负极的潜力。

当前技术已在钠电池实现突破,锂电池正在优化电解质匹配。

东方材料的合作将加速产业化进程,首条产线预计2026年上半年投产。

市场推广将分阶段推进,从军工、特种设备逐步扩展至电动汽车与储能领域。