2018年我国锂子电池负极材料市场现状及需求量预测分析

　　负极材料主要分为碳材和非碳材两类。锂电池负极是由活性物质、粘结剂和添加剂制成糊状胶合剂后，涂抹在铜箔两侧，经过干燥、滚压制得，根据活性物质的不同可分为碳材料和非碳材料两类。其中碳材料中的石墨类为锂离子电池主要负极材料，具体可分为天然石墨和人造石墨两类;非碳材料包括钛基材料、硅基材料等。

　　石墨类是较早应用的负极材料，与其他碳材料相比，其导电性、结晶度更高，良好的层状结构和充放电电压也十分适合正极材料的脱/嵌运动，且目前工艺成熟、成本较低，是较为理想的负极材料。 

 

 

　　负极材料性能对比

 

　　相关报告：智研咨询发布的《2018-2024年中国锂电池负极材料行业市场运营态势及发展前景预测报告》

　　天然石墨是从天然石墨矿石中提纯得到，虽其充放电循环性略差，但是成本最低的一种负极材料，且比容量较高，目前仍为消费电池最优选择。人造石墨是易石墨化碳(石油焦、针状焦)经过高温处理后生成的石墨产品，循环性能优于天然石墨，现在逐渐成为动力电池主流负极材料，但其能量密度略低于天然石墨、且工艺流程较为复杂、成本相对较高.

 

 

天然石墨与人造石墨对比

项目	天然石墨	人造石墨
生产原材料	天然石墨矿石	石油焦、针状焦、沥青焦
生产过程	粉碎-球化-化学钝化-表面处理	粉碎-改性-分级-高温石墨化
优点	工艺简单、成本低；比容量略高	循环性能好；充放电效率高；容量区间大；与电解液相容性好
缺点	比能量已达极限；循环性能较差；安全性能较差	工艺复杂、价格略高；能量密度较低
应用领域	消费类电池	动力电池、中高端消费类电池

 

天然石墨负极材料制备流程

  

人造石墨负极材料制备流程

石油焦价格变化（元/吨）

 

　根据数据，我们测算出，到2020年，全球锂电池负极材料需求量约19万吨，2018-2020年CAGR22%。在新能源汽车需求的持续拉动下，预计到2020年，国内动力电池需求量约94GWh，相应负极材料需求量将约7万吨;到2025年，动力电池需求量将达到310GWh，相应负极材料需求量将达19万吨。 

  

　　2016-2020E全球锂电负极材料总需求量(万吨)  

  

　　2014-2025E国内动力电池负极材料总需求量

　新能源汽车的发展对动力电池的比能量在不断提出了更高的要求。工信部等四部委发布的《促进汽车动力电池产业发展行动计划》中表明到2020年，新型锂离子动力电池单体比能量超300Wh/公斤，系统比能量达260Wh/公斤;到2025年，单体比能量达500Wh/公斤。传统石墨很难达到这一要求，而硅碳复合材料的超高理论能量密度可以显著提升单体比容量，有望成为未来主流负极材料

 

　　硅碳复合材料性能特点 

 

优势	产业化障碍	《重点新材料首批次应用示范指导目录(2017年版)》硅碳负极性能要求
比容量高达4200mAh/g（石墨的10倍）	膨胀问题：压实密度较低，嵌锂后体积显著膨胀（100%-300%）	低比容量（1.5，循环寿命>300圈（80%，1C）
地壳中储量丰富（26.4%，第二位）	首次充放电效率低：首次充放电时形成SEI膜，并在体积变化影响下反复破坏、形成，锂离子被大量消耗，电池容量下降
循环稳定性好、导电性能优异	材料加工成本高：纳米化对研磨机的性能要求极高，生产效率不高，复合过程复杂	高比容量（>600mAh/g）：压实密度>1.3，循环寿命>100圈（80%，0.5C）
可缓冲硅体积膨胀

 

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