鉅大LARGE | 點擊量:1399次 | 2020年10月19日
有關鋰離子電池負極材料的分類與發(fā)展趨勢詳解
在鋰離子電池四大材料中,負極材料的技術相對最成熟。通常將鋰離子電池負極材料分為兩大類:碳材料和非碳材料。其中碳材料又分為石墨和無定形碳,如天然石墨、人造石墨、中間相碳微球、軟炭(如焦炭)和一些硬炭等;其他非碳負極材料有氮化物、硅基材料、錫基材料、鈦基材料、合金材料等。
鋰離子電池負極材料處于鋰離子電池產業(yè)中游的最核心的環(huán)節(jié),按電池成本分布,鋰離子電池負極材料及其他占比鋰離子電池總成本的28%左右。好的負極材料應該滿足如下要求:比能量高、相對鋰電極的電極電勢低;充放電反應可逆性好;與電解液和粘結劑的兼容性好;比表面積?。?lt;10m2/g);振實密度高(>2.0g/cm3);嵌鋰過程中尺寸和機械穩(wěn)定性好;資源豐富、價格低廉;在空氣中穩(wěn)定、無毒副用途。目前重要是中間相碳微球(MCMB)、天然石墨(NGR)和硬碳(HC)。
負極材料在國內已幾乎全部實現(xiàn)產業(yè)化。目前,國內負極材料產量也較大,基本能滿足國內市場的需求。高工產研鋰電研究所(GGII)調研顯示,2015年我國負極材料產量7.28萬噸,同比上升42.7%;國內負極材料產值為38.8億元,同比2014年上升35.2%。2015年負極材料均價保持下降,幅度在5%~10%。雖價格整體下降,但負極材料產值增速接近產量增速,因為負極材料的結構在發(fā)生變化。受動力鋰電池帶動,2015年國內負極材料的需求上升最快的是人造石墨,而人造石墨的均價高于天然石墨。
全球負極材料總出貨量中天然石墨占比55%,人造石墨占比35%,中間相炭微球占比7.4%,鈦酸鋰、鋅、硅合計占比約1%。綜合而看石墨類負極材料占總出貨量的90%。全球來看,目前鋰離子電池負極材料生產公司重要在我國和日本,我國的優(yōu)勢是石墨資源,日本優(yōu)勢是技術。負極材料產品市場呈現(xiàn)出明顯的寡頭壟斷格局,負極材料市場集中度高決定了行業(yè)盈利的相對穩(wěn)定,但是國內產量的集中建成,預計產品價格會小幅走低。
硅合金和鈦酸鋰等負極新材料有望大幅提高產品性能。隨著鋰離子電池交通工具以及儲能領域的快速上升,由于石墨類負極的高性價比,未來2~3年石墨類負極材料仍會作為主流,我們預計產量將保持年20%左右的上升。天然石墨重要用在數(shù)碼產品及筆記本電腦上,人造石墨多用于交通工具領域,其上升速度會高于負極材料的上升速度。而天然石墨的上升會低于負極材料的上升速度。從技術來講,石墨負極材料的性能逐漸趨于理論值,如石墨的克容量為372mAh/g,目前部分廠家產品可以達到365mAh/g,由于生產工藝和固有缺陷,這已經基本達到極限值。
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