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2018年我國鋰子電池負極材料市場現狀及需求量預測分析
發布人:裕豐碳纖維 發布時間:2018-08-10 10:54 閱讀量:

  負極材料主要分為碳材和非碳材兩類。鋰電池負極是由活性物質、粘結劑和添加劑制成糊狀膠合劑后,涂抹在銅箔兩側,經過干燥、滾壓制得,根據活性物質的不同可分為碳材料和非碳材料兩類。其中碳材料中的石墨類為鋰離子電池主要負極材料,具體可分為天然石墨和人造石墨兩類;非碳材料包括鈦基材料、硅基材料等。

  石墨類是較早應用的負極材料,與其他碳材料相比,其導電性、結晶度更高,良好的層狀結構和充放電電壓也十分適合正極材料的脫/嵌運動,且目前工藝成熟、成本較低,是較為理想的負極材料。 

 

 

  負極材料性能對比

 

  相關報告:智研咨詢發布的《2018-2024年中國鋰電池負極材料行業市場運營態勢及發展前景預測報告》

  天然石墨是從天然石墨礦石中提純得到,雖其充放電循環性略差,但是成本最低的一種負極材料,且比容量較高,目前仍為消費電池最優選擇。人造石墨是易石墨化碳(石油焦、針狀焦)經過高溫處理后生成的石墨產品,循環性能優于天然石墨,現在逐漸成為動力電池主流負極材料,但其能量密度略低于天然石墨、且工藝流程較為復雜、成本相對較高.

 

 

天然石墨與人造石墨對比

項目
天然石墨
人造石墨
生產原材料
天然石墨礦石
石油焦、針狀焦、瀝青焦
生產過程
粉碎-球化-化學鈍化-表面處理
粉碎-改性-分級-高溫石墨化
優點
工藝簡單、成本低;比容量略高
循環性能好;充放電效率高;容量區間大;與電解液相容性好
缺點
比能量已達極限;循環性能較差;安全性能較差
工藝復雜、價格略高;能量密度較低
應用領域
消費類電池
動力電池、中高端消費類電池

 

天然石墨負極材料制備流程

  

人造石墨負極材料制備流程

石油焦價格變化(元/噸)

 

 根據數據,我們測算出,到2020年,全球鋰電池負極材料需求量約19萬噸,2018-2020年CAGR22%。在新能源汽車需求的持續拉動下,預計到2020年,國內動力電池需求量約94GWh,相應負極材料需求量將約7萬噸;到2025年,動力電池需求量將達到310GWh,相應負極材料需求量將達19萬噸。 

  

  2016-2020E全球鋰電負極材料總需求量(萬噸)  

  

  2014-2025E國內動力電池負極材料總需求量

 新能源汽車的發展對動力電池的比能量在不斷提出了更高的要求。工信部等四部委發布的《促進汽車動力電池產業發展行動計劃》中表明到2020年,新型鋰離子動力電池單體比能量超300Wh/公斤,系統比能量達260Wh/公斤;到2025年,單體比能量達500Wh/公斤。傳統石墨很難達到這一要求,而硅碳復合材料的超高理論能量密度可以顯著提升單體比容量,有望成為未來主流負極材料

 

  硅碳復合材料性能特點 

 

優勢
產業化障礙
《重點新材料首批次應用示范指導目錄(2017年版)》硅碳負極性能要求
比容量高達4200mAh/g(石墨的10倍)
膨脹問題:壓實密度較低,嵌鋰后體積顯著膨脹(100%-300%)
 
 
低比容量(1.5,循環壽命>300圈(80%,1C)
地殼中儲量豐富(26.4%,第二位)
首次充放電效率低:首次充放電時形成SEI膜,并在體積變化影響下反復破壞、形成,鋰離子被大量消耗,電池容量下降
循環穩定性好、導電性能優異
材料加工成本高:納米化對研磨機的性能要求極高,生產效率不高,復合過程復雜
高比容量(>600mAh/g):壓實密度>1.3,循環壽命>100圈(80%,0.5C)
可緩沖硅體積膨脹

 

 鋰電池硬碳負極材料    http://tianjinyufeng.com

 

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