化工新材料周报：煤基负极材料优势明显，产业化有望加速

本周（8月1日-8月5日）行情回顾 新材料指数上涨1.4%，表现强于创业板指。OLED材料涨4.38%，半导体材料涨9.88%，膜材料跌3.07%，添加剂涨0.16%，碳纤维跌2.39%，尾气治理跌1.74%。 涨幅前五为广信材料、彤程新材、雅克科技、蓝晓科技、南大光电；跌幅前五为裕兴股份、万顺新材、双星新材、德联集团、凯美特气。 新材料周观察：煤基负极材料优势明显，产业化有望加速 目前研究较多的钠离子电池负极材料主要有碳基材料、合金类、过渡金属氧化物和有机化合物等。非碳材料在循环过程中存在体积膨胀、导电性差、稳定性差、倍率性能差等问题，碳基材料来源广泛、资源丰富、结构多样，并且具有较好的导电性、较低的储钠电位、较高的储钠容量以及良好的循环稳定性，所以被认为是更有可能实现产业化并应用的钠离子电池负极材料。煤基炭材料是指以煤炭及其衍生物为含碳前驱体制备的炭材料，包括煤沥青、针状焦、无烟煤基炭材料等，其中煤的产碳率高、副产品丰富，将煤或其副产品作为前驱体开发钠离子电池负极材料，既可减少环境污染，也可提升其利用价值。《Energy Storage Materials》刊登了利用无烟煤为原料通过热解法制备硬碳材料作为负极材料的研究成果，展现出优良的电化学性能。中国科学院山西煤炭化学研究所709课题组使用无烟煤制造锂电池人造石墨负极材料，并完成煤基快充负极材料的成套技术研发，并建成了国内首条吨级试验示范线。据天原集团官网报道，2022世界动力电池大会上动力电池产业“揭榜挂帅”技术需求榜单签约，天原集团共有4个项目上榜，其中包括天原集团与中国科学院山西煤炭化学研究所的“动力电池用低成本高品质无烟煤基快充型碳负极材料新技术”科研项目。天原股份下属昌能煤矿煤炭洗选后属于特低灰特低挥发特高热值特低硫优质无烟煤，基于自身拥有的优质无烟煤资源，集团公司将力争为建成国内领先的无烟煤基快充型碳负极材料试验示范线奠定良好基础，实现优质无烟煤资源的高附加值利用，同时解决新能源产业发展的瓶颈问题。 重要公司公告及行业资讯 【建龙微纳】半年报：公司2022年上半年实现营收4.04亿元，同比增长30.23%； 实现归母净利润8166.41万元，同比下降19.81%。 【斯迪克】定增恢复审核：公司申请向特定对象发行股票收到深圳证券交易所恢复审查通知。 受益标的 我们看好产业转移背景下功能膜材料的广阔市场，看好高端电子材料国产替代从0到1的突破，看好新能源浪潮中新材料的新机遇。受益标的：昊华科技、瑞联新材、宏柏新材、利安隆、濮阳惠成、阿科力、黑猫股份、普利特、斯迪克、彤程新材、东材科技、长阳科技、洁美科技、蓝晓科技、松井股份等。 风险提示：技术突破不及预期，行业竞争加剧，原材料价格波动等。 1、新材料周观察：煤基负极材料优势明显，产业化有望加速 碳基材料是极具潜力的实现产业化并应用的钠离子电池负极材料。在2022年7月24日发布的新材料周报《钠离子电池加速应用，锰系产品需求有望快速增长》中，我们介绍了钠离子电池和锂离子电池在结构、部件、离子迁移和储能机理等方面都具有相似性，区别在于钠离子代替锂离子成为离子载体。由于钠离子的半径（约为0.102 nm）和质量（22.99 g/mol）远大于锂离子的半径（约为0.076 nm）和质量（6.94 g/mol），这导致了钠离子电池的能量密度要低于相应的锂离子电池，并且钠离子在充放电过程中的嵌入和脱出会引起较大的结构变化，致使可逆容量降低；此外，由于热力学原因被广泛应用在锂离子电池上的石墨负极并没有储钠性能，因此钠离子电池负极材料的研发仍是行业关注热点。目前研究较多的负极材料主要有碳基材料、合金类、过渡金属氧化物和有机化合物等。这些材料都展现出较好的储钠性能，但是非碳材料在循环过程中存在体积膨胀、导电性差、稳定性差、倍率性能差等问题，因此在实际应用中并不具备优势。目前更加关注碳基材料的研究，主要是由于碳基材料来源广泛、资源丰富、结构多样，并且具有较好的导电性、较低的储钠电位、较高的储钠容量以及良好的循环稳定性，所以被认为是更有可能实现产业化并应用的钠离子电池负极材料，但碳基材料也具有理论比容量及首次库伦效率不高、倍率性能差等缺点。 图1：目前钠离子电池负极材料的研究主要集中在碳基负极材料、合金类等 表1：碳基材料作为钠离子电池负极材料的研发技术成熟 热处理温度影响硬碳材料储钠性能，研究表明利用无烟煤为原料制备钠离子负极材料表现出优良的电化学性能。碳基材料主要分为两种石墨类和非石墨类，其中石墨类又包括天然石墨和人造石墨，非石墨类主要指硬碳和软碳。硬碳是指在2800℃以上不能石墨化的炭材料，其内部碳微晶排布呈现出随机取向的特点，并且含有微纳孔，因此储钠性能较好、储钠电势低。当将其用于钠离子电池负极时，由于其无定形结构较多，缺陷结构与钠离子发生不可逆反应导致材料的首次库伦效率较低。 目前主要通过调控炭化温度来控制材料的不可逆缺陷位点浓度，故硬炭负极材料的炭化温度一般高于1000℃。根据《Journal of Materials Chemistry A》文献报道，热处理温度是影响硬碳储钠电化学性能的一个重要因素，温度为1600℃下碳化的硬碳微球 ， 平台区容量达到220mAh/g， 并且循环性能优异 ； 和正极材料P2-Na Ni Mn匹配组成的全电池，工作电压为3.5V，循环稳定性较好。硬碳材料前驱体来源广泛，主要分为生物质基、高分子类和煤基类炭材料。煤基炭材料是指以煤炭及其衍生物为含碳前驱体制备的炭材料，包括煤沥青、针状焦、无烟煤基炭材料等，其中煤的产碳率高、副产品丰富，将煤或其副产品作为前驱体开发钠离子电池负极材料，既可减少环境污染，也可提升其利用价值。《Energy Storage Materials》刊登了利用无烟煤为原料通过热解法制备硬碳材料作为负极材料的研究成果，在1200℃下一步热解无烟煤，制备了无烟煤基炭材料，在0.1C倍率下可逆比容量可以达到222 m Ah/g，首次库伦效率为81%；与正极材料Na Cu Fe Mn 组装成的软包电池，经测试具有优异的倍率性能和循环性能，能量密度达到100 Wh/kg。据《Chemical Engineering Journal》报道，通过溶液萃取出烟煤分子结构骨架，制备烟煤基三维骨架炭，在小电流密度0.1 A/g下，容量和首次库伦效率分别为306 mAh/g和54.3%；在大电流密度10 A/g下仍保持79 mAh/g的可逆比容量。 2/3 1/3 2/3 O2 0.48 O2 图2：利用无烟煤为原料通过热解法制备负极材料表现出优良的电化学性能 中国科学院山西煤炭化学研究所使用无烟煤制造锂电池人造石墨负极材料，与天原集团合作实施无烟煤基快充型碳负极材料科研项目。据中国科学报2022年3月份报道，中国科学院山西煤炭化学研究所709课题组使用无烟煤制造锂电池人造石墨负极材料，并完成煤基快充负极材料的成套技术研发，并于近期建成了国内首条吨级试验示范线。2016年，709课题组尝试探索无烟煤制造人造球形石墨的技术路线，历经5年时间，掌握高效低成本除灰除杂技术、煤炭石墨化技术，为煤基负极材料快速开发和应用于锂电池打下了基础。709课题组研究员孙国华介绍，传统人造石墨原料在高温热处理过程中，分子会重新排列组合，微晶层间距会缩小；煤基人造石墨质地偏硬，具有微孔、微晶层间距适宜等特点，无烟煤的这种天然优势有利于锂离子的嵌入，而不会引起结构显著膨胀，具有很好的快速充放电性能；材料表面的中孔和贯穿孔不会让锂离子拥堵，因此加快了充放电过程。除了嵌入速度有所提升，负极材料的容量也有所扩充。经过评测，709课题组研制的煤基快充负极材料初始存储容量突破了372 mAh/g的理论比容量，还可满足在5C条件下快速充电，首次比容量可达365-375mAh/g，比市面快充产品提升5%-10%；在同等的大倍率下容量保留率比市售产品提升10%-20%；可使充电时间缩短至20分钟以内。 据天原集团官网报道，2022世界动力电池大会上动力电池产业“揭榜挂帅”技术需求榜单签约，天原集团共有4个项目上榜，其中包括天原集团与中国科学院山西煤炭化学研究所的“动力电池用低成本高品质无烟煤基快充型碳负极材料新技术”科研项目。根据天原股份公告，公司下属昌能煤矿煤炭洗选后属于特低灰特低挥发特高热值特低硫优质无烟煤，目前30万t/a技改扩建工作进展顺利，计划2022年建成投产。基于自身拥有的优质无烟煤资源，集团公司将力争为建成国内领先的无烟煤基快充型碳负极材料试验示范线奠定良好基础，实现优质无烟煤资源的高附加值利用，同时解决新能源产业发展的瓶颈问题。 表2：天原股份布局无烟煤高附加值利用技术开发 2、本周新材料股票行情：60.66%个股周度上涨 2.1、重点标的跟踪：继续看好昊华科技、瑞联新材、濮阳惠成等 表3：重点覆盖标的跟踪 2.2、公司公告统计：建龙微纳发布半年报，斯迪克定增恢复审核等 表4：本周业绩/经营情况公告 表5：本周增减持/解禁/回购公告 表6：本周投资/融资/其他公告 2.3、股票涨跌排行：方邦股份、德联集团等领涨 本周（8月1日-8月5日）新材料板块的122只个股中，有74只周度上涨（占比60.66%），有47只周度下跌（占比38.52%）。7日涨幅前五名的个股分别是：广信材料、彤程新材、雅克科技、蓝晓科技、南大光电；7日跌幅前五名的个股分别是：裕兴股份、万顺新材、双星新材、德联集团、凯美特气。 表7：新材料板块个股7日涨幅前十：广信材料、彤程新材等本周领涨 表8：新材料板块个股7日跌幅前十：裕兴股份、万顺新材等本周领跌 3、本周板块行情：新材料指数跑赢创业板指0.9% 新材料指数上涨1.4%，表现强于创业板指。截至本周五（08月05日），上证综指收于3227.03点，较上周五（07月29日）下跌0.81%；创业板指报2683.6点，较上周五上涨0.49%。新材料指数上涨1.4%，跑赢创业板指0.9%；OLED材料指数上涨4.38%，跑赢创业板指3.88%；半导体材料上涨9.88%，跑赢创业板指9.39%；膜材料指数下跌3.07%，跑输创业板指3.56%；添加剂指数上涨0.16%，跑输创业板指0.33%；碳纤维指数下跌2.39%，跑输创业板指2.88%；尾气治理指数下跌1.74%，跑输创业板指2.24%。 图3：本周新材料指数跑赢创业板指0.9% 图4：本周OLED材料指数跑赢创业板指3.88% 图5：本周半导体材料指数跑赢创业板指9.39% 图6：本周膜材料指数跑输创业板指3.56% 图7：本周添加剂指数跑输创业板指0.33% 图8：本周碳纤维指数跑输创业板指2.88% 图9：本周尾气治理指数跑输创业板指2.24% 4、产业链数据跟踪：7月32寸液晶面板价格同比下降 图10：本周EVA价格下跌4.41% 图11：本周费城半导体指数上涨2.91% 图12：本周DRAM价格下降2.00% 图13：本周NAND价格上涨0.20% 图14：6月IC封测台股营收同比增速上涨 图15：6月PCB制造台股营收同比增速上涨 图16：6月MLCC台股营收同比增速下降 图17：6月智能手机出货量同比上涨9.10% 图18：6月光学台股营收同比下降2.08% 图19：6月诚美材营收同比下降9.92% 图20：7月32寸液晶面板价格同比下降 图21：6月液晶电视面板出货量同比下降2% 5、风险提示 技术突破不及预期，行业竞争加剧，原材料价格波动等。