鉅大LARGE | 點擊量：182次 | 2024年07月29日
鋰離子電池行業負極材料可多重選擇
目前負極材料的市場大部分為天然石墨和人造石墨混搭使用，既能新增電池容量，又能新增循環次數。一位在鋰離子電池負極材料領域多年的從業人員表示。據了解，負極材料最初商業化的只有MCMB(中間相碳微球)，接著人造石墨開始大量應用，彼時天然石墨也有，但很多廠商應用得并不好。隨著電池工藝和電解液技術的不斷進步，天然石墨以其較低的價格越來越多地應用在各類鋰離子電池中。
在商業應用中，石墨類碳材料技術較為成熟，市場價格也比較穩定，因鋰離子動力鋰離子電池對能力密度、功率密度，以及安全性能等要求不斷提升，高容量、高安全、穩定性好、價格低廉的負極材料成為研究討論的熱點。
上海杉杉科技有限公司研發總監喬永民指出，動力鋰離子電池的負極材料還未形成自己的體系，廠家也有不同的選擇。
人造與天然石墨混搭
國內最先應用的是人造石墨，這幾年反過來開始用天然石墨了，目前國內天然石墨的出貨量還是非常高的。深圳貝特瑞先進材料事業部總監王政表示。
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他認為，人造石墨的循環性能相對會好一些，但是天然石墨做好了，循環性能也不會差，貝特瑞以出口為主，三星用貝特瑞的天然石墨，性價比就非常高，關鍵在于與電解液的匹配。
一般來講，天然石墨容量高、壓實高、加工性能好、成本低，安全性差、循環性能差、對電解液的選擇較挑剔，但由于可以使正極容量發揮提高，相對成本還會下降，因此普遍用做小電池和手機電池。人造石墨克容量發揮較低、壓實低、加工性能難以把握、成本高，循環和倍率性能好、對電解液的選擇不挑剔，一般用做大容量電池和倍率電池。
記者了解到，由于現在大多廠商越來越追求高能量密度，對負極材料能使用的壓實密度要求也越來越高，但純天然石墨因其循環膨脹較大，電解液消耗多，高壓實下吸液性能較差，倍率性能較差，所以真正能夠應用到高容量體系的不多。
有關天然石墨產品的穩定性和循環壽命，考驗的是每個廠的生產加工流程和工藝、技術的控制，一位負極材料技術研發人員告訴記者，日本之所以用天然石墨也能將電池容量和性能做得很好，是因為他們將國內廠商所供應的石墨粉買回去，自己還會進一步加工處理，之后再使用或輾轉高價賣回國內市場，而國內目前的技術水平還用不好天然石墨。
同時，他指出，正因為國內電池公司技術還有所欠缺，所以目前國內市場以天然和人造石墨混用為主，降低成本的同時也降低了電池的制造難度。
現在很多手機電池廠商，為了彌補天然石墨的缺點，按一定比例摻雜人造石墨，如鋁殼電池用高端天然石墨摻混少量低端人造石墨，對提高循環和降低成本效果就不錯。青島一負極材料廠的業務經理徐小姐指出，隨著客戶對各項性能要求的提高，高端人造石墨在手機電池將得到廣泛應用。
長沙星城副總經理黃越華也表示，目前國內市場以人造石墨居多，天然石墨原材料受限，制作工藝簡單，克容量最高只能做到370mAh/g，人造石墨目前可做到400mAh/g以上。
他認為，人造石墨這兩年的使用會越來越超過天然石墨。
高倍率負極材料的選擇
隨著這幾年動力鋰離子電池的發展，以及人們有關快充和大倍率充電性能的追求，高倍率的電極材料日益受到重視。
貝特瑞的天然石墨重要是用在消費類電池，長沙星城的人造石墨則重要針對動力鋰離子電池市場，2011年公司動力類負極材料占比40%。黃越華表示，天然石墨受限于原材料，人造石墨的原材料來源更廣泛。
對此，王政認為，人造石墨的原材料重要是石油焦，來源不穩定，因此批次的穩定性很差。天然石墨的原材料因為來源于石墨礦，一致性非常好。
日本重要用的也是天然石墨，貝特瑞在國內整個負極材料市場占比30%左右，大部分就是天然石墨。
人造石墨雖在國內應用較早，但是更核心的技術仍為日本廠商所壟斷。從長遠看，我認為天然石墨是個趨勢。一位負極材料技術人員告訴記者。
他表示，日本已用天然石墨做動力鋰離子電池，就是在天然石墨表面包覆一層導電炭黑，以解決其吸液性問題和晶面取向問題，但是容量和首次效率會略受影響。國內也有人在天然石墨表面包覆硬炭的，但不是很均勻，且批次穩定性不好，制約了推廣。
此外，安全性、循環性、大倍率充放電性能好的鈦酸鋰，也成為動力鋰離子電池負極材料的最佳選擇之一。喬永民認為，鈦酸鋰在混合動力汽車和儲能領域有一定的需求空間。但因電壓平臺太高，脹氣等問題難以解決，國內廠商技術不足，且價格較貴，目前還無法批量使用。從成本上講，軟碳和天然石墨可能會是未來應用的趨勢，現實是因為高溫性能難以解決，使軟碳和硬碳目前實用化仍比較困難。
有業內人士表示，軟碳單獨使用沒有優勢，與石墨摻雜使用應該可以彌補缺點，可用于動力鋰離子電池或儲能領域，比如日本的軟碳基本都和人造石墨摻雜使用，目前正在推廣中。
受新能源概念影響，鋰電行業投資愈演愈熱，日本負極材料巨頭在華建廠使競爭進一步加劇。持有長沙星城40%股份的當升科技(300073.SZ)披露，長沙星城今年一季度業績情況并不理想。
黃越華表示，2011年經濟環境不好，公司營收2000萬，近一兩個月稍微好轉，這幾年負極材料的小公司也越來越多了。
有關日本負極材料巨頭在華建廠對國內負極材料產業造成的沖擊，王政則認為，這對貝特瑞來講不是個壞事情，畢竟貝特瑞有產業鏈的優勢在。在他看來，負極材料的競爭還是要看大家的技術，只要有技術優勢，自然是有信心面對競爭的。
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