锂电池负极材料有哪些？负极材料发展现状分析

2023-04-27 19:27:52 作者：C-C 3190

1 锂电池负极材料发展现状

GGII统计数据显示：2016-2020年，我国人造石墨出货量是7.7万吨，2020年我国人造石墨出货量提升至30.7万吨，CAGR41.3%，在负极材料中占比从68%提升至84%. 2021年上半年，我国人造石墨出货28.2万吨，占比达到85%。

全球锂离子负极材料市场格局：贝特瑞、江苏紫宸、杉杉位居前三。根据高工锂电数据, 2020年中国负极材料出货36.5万吨,同比增长35%，全球负极材料CR3为53%。

负极材料

负极材料产业链构成：上游是原材料和设备，根据产品种类不同其上游原材料不同，天然石墨负极材料的上游原料为天然石墨矿石，人造石墨负极材料的上游原料是针状焦、石油焦、沥青焦等。锂电池负极材料的中游为锂电池负极材料的生产加工商，生产含不同种类的负极材料。下游是锂电池行业，其产品最终应用于动力电池、3C 消费电池及工业储能电池三大领域。

2 锂电池负极材料有哪些

当前锂电池电池负极材料主要有天然石墨材料、人造石墨材料、硅基等，主流的负极材料是天然石墨材料和人造石墨材料，由于着两种材料在成本、加工性能、能量密度、循环寿命、快充倍率等方面存在着差异，天然石墨材料主要用于消费电子领域，人造石墨材料逐步成为动力电池负极材料首选。

(1)天然石墨：已批量应用于小型锂离子电池，容量可达360mAh/g，技术及配套工艺成熟，成本低，但比能量已到极限，循环性能及倍率性能较差，安全性能差，未来发展方向是低成本化，改善循环性能

(2)人造石墨：已批量应用于小型锂离子电池，并在动力电池上批量应用，容量可350mAh/g，技术及配套工艺成熟，循环性能好，但比能量低，倍率性能较差，安全性能差;未来发展方向是提高容量、低成本化

(3)中间相碳微球：已批量应用于功率型锂离子电池和动力电池，容量可达340mAh/g，技术及配套工艺成熟，倍率性能好，循环性能好，但比能量低，安全性能较差，成本高;未来发展方向是提高容量、低成本化

(4)硬碳：已产业化，小批量在动力电池中试用，商业化材料容量达到 430mAh/g，首次效率>80%;可逆容量高，容量提升空间大，倍率性能好，安全性能好，但技术及配套工艺不成熟，首次效率低，成本高，加工性能差;未来发展方向是提高首次效率，降低成本

(5)硅碳合金：正处于开发阶段，用于超高容量圆柱锂离子电池，容量 450mAh/g 以上，首次效率>90%，300次循环>80%;可逆容量高，容量提升空间大，安全性能比石墨类材料好，但技术及配套工艺不成熟，首次效率不高，成本高，加工性能差，极片膨胀大，循环性能及倍率性能较差;未来发展方向是提高首次效率，抑制膨胀，改善循环性

(6)钛酸锂：已产业化，小批量在高功率动力电池中试用，容量达 160mAh/g;倍率性能优异，高低温性能优异，循环性能优异，安全性能优异，但技术及配套工艺不成熟，成本高，比能量低;未来发展方向是解决钛酸锂与正极、电解液的匹配问题，提高电池能量密度

负极材料