碳化硅或跌成白菜价！FCR技术将“废塑料”变成“聚宝盆”，比焚烧法低96%能耗【附锂电池技术赛道观察图谱】

瞻观前沿

3月4日，据高分子科学前沿报道，莱斯大学James M. Tour教授联合科尔万大学赵玉峰教授开发了一种无溶剂、高能效的闪蒸升级再造方法(FCR)，可将不同纤维增强塑料的混合物（废弃率约50%）超快转化为碳化硅(SiC)，且产量高(大于90%)。通过调整操作条件，可选择性地合成具有高纯度的3C-SiC和6H-SiC两种不同相的SiC。

利用闪蒸碳热还原技术制备(FCR)获得的SiC粉末，成本低至0.047美元/千克(约338元/吨，不到白菜价)，分别为溶解法和焚烧法的0.2%和3.4%，可用作锂离子电池的负极材料。与6H-SiC阳极相比，3C-SiC阳极在0.2C时表现出更优越的可逆容量和速率性能，同时两者都表现出良好的循环稳定性。

值得一提的是，与其他可用的纤维增强塑料处理方法相比，FCR工艺的累计能耗分别比溶解和焚烧回收工艺低77%和96%。该快速燃烧和碳还原工艺的温室气体累积排放量与溶解法相当，比焚烧法低81%。

相关成果以"Flash upcycling of waste glass fibre-reinforced plastics to silicon carbide"为题发表在《Nature Sustainability》上，第一作者为Yi Cheng, Jinhang Chen和邓兵(现已加盟清华大学)为共同一作。

图源：摄图网

技术价值观察

综上所述，闪蒸升级再造方法(FCR)具有无溶剂、高能效、高产量和低成本的优点，同时具有广泛的市场应用前景，尤其是在锂离子电池负极材料领域。此外，其低能耗和少温室气体排放的特点也使其具备了环保优势。因此，该技术在学术和产业界都具有重要的市场价值和推广前景。

闪蒸升级再造方法(FCR)制备的SiC粉末可以用作锂离子电池的负极材料，该技术在锂电子电池领域具有实际应用的潜力。当前位于该产业链的上游环节。

锂电池负极材料上游根据产品种类不同，原材料有所不同。上游原料来源于煤化工和石油化工加工的副产品。锂电池负极材料下游行业为锂电池行业，下游行业的产品最终应用于动力电池、3C消费电池及工业储能电池三大领域。下游行业对负极材料行业的发展具有较大的影响，其需求变化直接影响到负极材料行业未来的发展状况。

宏观市场观察

中国锂电池负极材料原材料产量均呈上升态势

锂电池负极材料行业的上游参与者是原材料和外协加工提供商，其中，原材料种类繁多，主要为石油焦、针状焦、沥青焦以及天然石墨、钛、硅等矿石材料。

2016-2020年，中国天然石墨和钛白粉的产量持续增长，硅产量较为波动。2020年，中国针状焦产能达190万吨，较2019年上升40万吨。

锂电池负极材料需求大幅提高

根据GGII数据，2020年，中国锂电池负极材料出货量为36.5万吨，同比增长37.7%。2021年，锂电池市场快速增长，带动锂电池负极材料需求大幅提高。2021年锂电池负极材料出货量为72万吨，同比增长97%。

五大企业头部效应明显

目前，中国锂电池负极材料行业五大龙头企业分别是贝特瑞、璞泰来、杉杉股份、凯金新能源、中科星城。2020年，按负极材料产量来看，贝特瑞、璞泰来、杉杉股份、凯金新能源的市场份额均在10%以上，中科星城的市场份额为5%;按负极材料出货量来看，贝特瑞的市场份额达22%，璞泰来、杉杉股份、凯金新能源的市场份额在16%左右。此外，从产能来看，杉杉股份的产能远远领先于其他企业，截至2020年12月31日，其有效产能达到12万吨。

中国锂电池技术赛道热力图

根据前瞻产业热力图显示，目前锂电池技术强相关的城市集群主要集中在长三角地区和粤港澳大湾区，尤其是广东省成为重点发展区域。这些城市群已投入大量政策、资金、环境和人才资源用于锂电池研发，成为潜在的锂电池技术发展中心。根据热力图的分布华北地区有极大的可能性成为锂电池技术的先导区域。重点关注广东省深圳市、广东省东莞市以及江苏省扬州市等地的相关企业，以及这些地方对锂电池产业发展的投资环境和潜力市场。

前瞻经济学人APP资讯组

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国锂电池负极材料行业发展前景预测与投资战略规划分析报告》

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