負(fù)極材料的分類與發(fā)展趨勢(shì)

日期：2017-10-21 點(diǎn)擊次數(shù)：2136

　　在鋰電池四大材料中，負(fù)極材料的技術(shù)相對(duì)*成熟。通常將鋰電池負(fù)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(fù)極材料有氮化物、硅基材料、錫基材料、鈦基材料、合金材料等。

　　鋰電池負(fù)極材料處于鋰電池產(chǎn)業(yè)中游的*核心的環(huán)節(jié)，按電池成本分布，鋰電池負(fù)極材料及其他占比鋰離子電池總成本的28%左右。好的負(fù)極材料應(yīng)該滿足如下要求：比能量高、相對(duì)鋰電極的電極電勢(shì)低;充放電反應(yīng)可逆性好;與電解液和粘結(jié)劑的兼容性好;比表面積小(<10m2/g);振實(shí)密度高(>2.0g/cm3);嵌鋰過程中尺寸和機(jī)械穩(wěn)定性好;資源豐富、價(jià)格低廉;在空氣中穩(wěn)定、無毒副作用。目前主要是中間相碳微球(MCMB)、天然石墨(NGR)和硬碳(HC)。

　　負(fù)極材料在國內(nèi)已幾乎全部實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。目前，國內(nèi)負(fù)極材料產(chǎn)能也較大，基本能滿足國內(nèi)市場(chǎng)的需求。高工產(chǎn)研鋰電研究所(GGII)調(diào)研顯示，2015年我國負(fù)極材料產(chǎn)量7.28萬噸，同比增長42.7%;國內(nèi)負(fù)極材料產(chǎn)值為38.8億元，同比2014年增長35.2%。2015年負(fù)極材料均價(jià)保持下滑，幅度在5%~10%。雖價(jià)格整體下降，但負(fù)極材料產(chǎn)值增速接近產(chǎn)量增速，因?yàn)樨?fù)極材料的結(jié)構(gòu)在發(fā)生變化。受動(dòng)力電池帶動(dòng)，2015年國內(nèi)負(fù)極材料的需求增長*快的是人造石墨，而人造石墨的均價(jià)高于天然石墨。

　　全球負(fù)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(jì)占比約1%。綜合而看石墨類負(fù)極材料占總出貨量的90%。全球來看，目前鋰電池負(fù)極材料生產(chǎn)企業(yè)主要在中國和日本，中國的優(yōu)勢(shì)是石墨資源，日本優(yōu)勢(shì)是技術(shù)。負(fù)極材料產(chǎn)品市場(chǎng)呈現(xiàn)出明顯的寡頭壟斷格局，負(fù)極材料市場(chǎng)集中度高決定了行業(yè)盈利的相對(duì)穩(wěn)定，但是國內(nèi)產(chǎn)能的集中建成，預(yù)計(jì)產(chǎn)品價(jià)格會(huì)小幅走低。

　　硅合金和鈦酸鋰等負(fù)極新材料有望大幅提高產(chǎn)品性能。隨著鋰電池交通工具以及儲(chǔ)能領(lǐng)域的快速增長，由于石墨類負(fù)極的高性價(jià)比，未來2~3年石墨類負(fù)極材料仍會(huì)作為主流，我們預(yù)計(jì)產(chǎn)量將保持年20%左右的增長。天然石墨主要用在數(shù)碼產(chǎn)品及筆記本電腦上，人造石墨多用于交通工具領(lǐng)域，其增長速度會(huì)高于負(fù)極材料的增長速度。而天然石墨的增長會(huì)低于負(fù)極材料的增長速度。從技術(shù)來講，石墨負(fù)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(chǎn)品可以達(dá)到365mAh/g，由于生產(chǎn)工藝和固有缺陷，這已經(jīng)基本達(dá)到極限值。