鋰電池對(duì)負(fù)極材料的要求,負(fù)極材料行業(yè)解讀

來(lái)源：存能電氣  日期：2019-06-06 15:45  瀏覽量：次

　　鋰電池對(duì)負(fù)極材料的要求，負(fù)極材料行業(yè)解讀。鋰電池主要由正極、負(fù)極、電解液和隔膜等部分組成，其中負(fù)極材料的選擇會(huì)直接關(guān)系到電池的能量密度。我國(guó)在鋰離子電池負(fù)極材料產(chǎn)業(yè)化方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)電池產(chǎn)業(yè)鏈從原料的開(kāi)采、電極材料的生產(chǎn)、電池的制造和回收等環(huán)節(jié)比較齊整。

　　鋰電池對(duì)負(fù)極材料的要求

　　負(fù)極材料作為鋰電池的核心部件，在應(yīng)用時(shí)通常需要滿(mǎn)足以下條件：

　　①嵌鋰電位低且平穩(wěn)，以保證較高的輸出電壓；

　?、谠试S較多的鋰離子可逆脫嵌，比容量較高；

　?、墼诔浞烹娺^(guò)程中結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定，具有較長(zhǎng)的循環(huán)壽命；

　?、茌^高的電子電導(dǎo)率、離子電導(dǎo)率和低的電荷轉(zhuǎn)移電阻，以保證較小的電壓極化和良好的倍率性能；

　　⑤能夠與電解液形成穩(wěn)定的固體電解質(zhì)膜，保證較高的庫(kù)侖效率；

　?、拗苽涔に嚭?jiǎn)單，易于產(chǎn)業(yè)化，價(jià)格便宜；

　?、攮h(huán)境友好，在鋰電池材料的生產(chǎn)和實(shí)際使用過(guò)程中不會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染；

　　⑧資源豐富等。

　　鋰電池負(fù)極材料行業(yè)解讀

　　動(dòng)力鋰電池的性能優(yōu)化需要依托于負(fù)極材料技術(shù)的創(chuàng)新突破，因此高性能負(fù)極材料的研究成為當(dāng)前鋰離子動(dòng)力電池最為活躍的板塊之一。鋰電池負(fù)極材料目前處于鋰離子電池產(chǎn)業(yè)中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。按鋰離子電池成本比例，負(fù)極材料占比鋰電池總成本的25%～28%。

　　現(xiàn)階段，鋰離子電池負(fù)極材料主要有碳材料、過(guò)渡金屬的氧化物、合金材料、硅材料及其他含硅材料，含鋰的過(guò)渡金屬的氮化物以及鈦酸鋰材料。各種材料的比容量和性質(zhì)又各不相同。

　　1.碳材料

　　碳材料負(fù)極是一個(gè)總稱(chēng)，一般可分為5大類(lèi)：石墨、硬炭、軟炭、碳納米管和石墨烯。石墨又可分為人造石墨、天然石墨、中間相炭微球。

　　2.天然石墨負(fù)極

　　天然石墨負(fù)極由天然石墨加工而成，國(guó)內(nèi)石墨資源儲(chǔ)量和產(chǎn)量豐富，開(kāi)采成本較低。天然石墨具有比較完整的石墨片層結(jié)構(gòu)和很高的石墨化度，適合鋰離子在其中脫嵌和穿梭。

　　3.人造石墨負(fù)極

　　人造石墨負(fù)極為炭材料加工而來(lái),它是將易石墨化的軟炭材料經(jīng)2500℃以上高溫石墨化處理制成,此時(shí)碳材料內(nèi)部二次粒子以隨機(jī)方式進(jìn)行排列,存在大量孔隙結(jié)構(gòu),這有利于電解液的滲透和鋰離子咋負(fù)極中的脫嵌穿梭,因此人造石墨負(fù)極材料能提高和增加鋰離子電池的快速充放電速度和次數(shù)。

　　4.石墨化中間相炭微球

　　中間相炭微球(MCMB)微觀結(jié)構(gòu)為球形片層顆粒，具有各項(xiàng)同性，主要是對(duì)煤焦油進(jìn)行特殊處理后獲得的中間相小球體,它經(jīng)2800℃以上高溫石墨化處理得到中間相炭微球負(fù)極材料。

　　鋰電池負(fù)極材料市場(chǎng)現(xiàn)狀

　　我國(guó)鋰電池負(fù)極材料市場(chǎng)集中度高，市場(chǎng)空間巨大。新能源汽車(chē)需求爆發(fā)式增長(zhǎng)，帶動(dòng)鋰電負(fù)極材料需求快速提升在同體積重量情況下，鋰電池的蓄電能力是鎳氫電池的1.6倍，是鎳鎘電池的4倍，因此，新能源汽車(chē)使用鋰離子電池可以顯著增強(qiáng)續(xù)航里程，大大增強(qiáng)產(chǎn)品的實(shí)用性和便捷性，在純電動(dòng)汽車(chē)的應(yīng)用上這一優(yōu)勢(shì)尤為明顯。

　　目前，鋰電池已經(jīng)成為了新能源汽車(chē)的主要能量裝置之一，新能源汽車(chē)快速發(fā)展將推動(dòng)鋰離子電池的市場(chǎng)規(guī)模快速擴(kuò)大。目前鋰電池負(fù)極材料的行業(yè)集中度非常高，主要集中在中國(guó)與日本。

　　鋰電池材料總體存在中低端產(chǎn)能過(guò)剩與高端產(chǎn)品供不應(yīng)求的現(xiàn)狀。其中，正極材料、負(fù)極材料和電解液都已逐步自給，由于負(fù)極材料和電解液的技術(shù)壁壘相對(duì)較低，中國(guó)企業(yè)的成本優(yōu)勢(shì)明顯在全球范圍內(nèi)擁有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。