鋰電池負(fù)極材料有哪些？2020鋰電池負(fù)極材料行業(yè)發(fā)展前景及市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)

• 2020年7月7日 WuYaNan來(lái)源：中研網(wǎng) 698 41
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負(fù)極材料主要由碳素材料為主，包括天然石墨、人造石墨、石墨化中間碳微球。負(fù)極材料主要分為碳材和非碳材兩類(lèi)。鋰電池負(fù)極是由活性物質(zhì)、粘結(jié)劑和添加劑制成糊狀膠合劑后，涂抹在銅箔兩側(cè)，經(jīng)過(guò)干燥、滾壓制得，根據(jù)活性物質(zhì)的不同可分為碳材料和非碳材料兩類(lèi)。

我國(guó)石墨礦資源豐富，成本較低，但是天然石墨也有一些缺陷，吸液性差，分子中不存在交聯(lián)的sp3結(jié)構(gòu)，墨片分子容易發(fā)生平移，從而導(dǎo)致石墨負(fù)極材料的循環(huán)性能差。天然石墨負(fù)極材料主要用于消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品。人造石墨通過(guò)對(duì)原始材料進(jìn)行表面改性和結(jié)構(gòu)調(diào)整，使其部分無(wú)序化或者在各類(lèi)材料中形成納米級(jí)的孔、洞和通道等結(jié)構(gòu)，加大鋰離子嵌入和脫嵌反應(yīng)，因此具有高壓實(shí)、高容量、長(zhǎng)壽命等優(yōu)勢(shì)。人造石墨主要作為動(dòng)力電池的負(fù)極材料。目前中國(guó)負(fù)極材料出貨量達(dá)3萬(wàn)多噸，其中天然石墨出貨量占比59%，人造石墨30%，石墨化中間碳微球8%。在全球，石墨類(lèi)負(fù)極材料占總出貨量的90%，在負(fù)極材料中處于絕對(duì)主流的優(yōu)勢(shì)。

中國(guó)鋰電池負(fù)極材料市場(chǎng)現(xiàn)狀

天然石墨負(fù)極材料主要用于消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品。人造石墨通過(guò)對(duì)原始材料進(jìn)行表面改性和結(jié)構(gòu)調(diào)整，使其部分無(wú)序化或者在各類(lèi)材料中形成納米級(jí)的孔、洞和通道等結(jié)構(gòu)，加大鋰離子嵌入和脫嵌反應(yīng)，因此具有高壓實(shí)、高容量、長(zhǎng)壽命等優(yōu)勢(shì)。人造石墨主要作為動(dòng)力電池的負(fù)極材料。

2017年中國(guó)鋰電池市場(chǎng)同比增長(zhǎng)27%，達(dá)80.5GWh，帶動(dòng)中國(guó)鋰電池負(fù)極材料市場(chǎng)產(chǎn)量同比增長(zhǎng)23.7%，達(dá)14.6萬(wàn)噸。從調(diào)研數(shù)據(jù)及新能源汽車(chē)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，2018年負(fù)極材料需求量及產(chǎn)銷(xiāo)量將繼續(xù)同比上升。杉杉股份、江西紫宸等為首的前7家負(fù)極企業(yè)均在大幅擴(kuò)產(chǎn)，尤其以杉杉股份力度最大。2017年8月杉杉股份在包頭開(kāi)啟年產(chǎn)10萬(wàn)噸負(fù)極材料生產(chǎn)的一體化基地。同時(shí)，盡管下游對(duì)動(dòng)力電池能量密度提升迫切，硅碳等新型負(fù)極材料崛起，但業(yè)內(nèi)的一致共識(shí)是：人造石墨在1-2年內(nèi)依然將在動(dòng)力電池負(fù)極材料中處于主導(dǎo)地位。

具體來(lái)看，人造石墨和天然石墨依然是鋰電池市場(chǎng)需求主流。2017年，天然石墨受成本影響較小，價(jià)格較為平穩(wěn);但受供需基本面變化，人造石墨卻經(jīng)歷了幾番漲價(jià)，打破近年來(lái)平靜局面。在高工鋰電多次報(bào)道中可以知道，彼時(shí)人造石墨價(jià)格最高漲幅達(dá)到40%。天然石墨多用于高端數(shù)碼鋰電池企業(yè)，目前產(chǎn)能供給相對(duì)穩(wěn)定，價(jià)格不會(huì)出現(xiàn)太大波動(dòng);但人造石墨在2018年卻將走向整體下降趨勢(shì)。

鋰電池負(fù)極材料有哪些?

1.碳負(fù)極材料：

目前已經(jīng)實(shí)際用于鋰離子電池的負(fù)極材料基本上都是碳素材料，如人工石墨、天然石墨、中間相碳微球、石油焦、碳纖維、熱解樹(shù)脂碳等。

2.錫基負(fù)極材料：

錫基負(fù)極材料可分為錫的氧化物和錫基復(fù)合氧化物兩種。氧化物是指各種價(jià)態(tài)金屬錫的氧化物。目前沒(méi)有商業(yè)化產(chǎn)品。

3.含鋰過(guò)渡金屬氮化物負(fù)極材料，目前也沒(méi)有商業(yè)化產(chǎn)品。

4.合金類(lèi)負(fù)極材料：

包括錫基合金、硅基合金、鍺基合金、鋁基合金、銻基合金、鎂基合金和其它合金，目前也沒(méi)有商業(yè)化產(chǎn)品。

5.納米級(jí)負(fù)極材料：納米碳管、納米合金材料。

6.納米材料是納米氧化物材料。

負(fù)極材料主要由碳素材料為主，包括天然石墨、人造石墨、石墨化中間碳微球。負(fù)極材料主要分為碳材和非碳材兩類(lèi)。鋰電池負(fù)極是由活性物質(zhì)、粘結(jié)劑和添加劑制成糊狀膠合劑后，涂抹在銅箔兩側(cè)，經(jīng)過(guò)干燥、滾壓制得，根據(jù)活性物質(zhì)的不同可分為碳材料和非碳材料兩類(lèi)。其中碳材料中的石墨類(lèi)為鋰離子電池主要負(fù)極材料，具體可分為天然石墨和人造石墨兩類(lèi);非碳材料包括鈦基材料、硅基材料等。石墨類(lèi)是較早應(yīng)用的負(fù)極材料，與其他碳材料相比，其導(dǎo)電性、結(jié)晶度更高，良好的層狀結(jié)構(gòu)和充放電電壓也十分適合正極材料的脫/嵌運(yùn)動(dòng)，且目前工藝成熟、成本較低，是較為理想的負(fù)極材料。

根據(jù)中研普華研究院《2019-2025年中國(guó)鋰電池負(fù)極材料行業(yè)深度分析與投資發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示

2020鋰電池負(fù)極材料行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及市場(chǎng)前景規(guī)模預(yù)測(cè)

碳在鋰離子電池始終有很廣泛的應(yīng)用，C60與CNTs是鋰離子電池最常用的負(fù)極材料，能有效提高電池電化學(xué)性能。近幾年，伴隨石墨烯及其配套技術(shù)的不斷發(fā)展，業(yè)界開(kāi)始將石墨烯作為新型鋰離子電池的負(fù)極材料。試驗(yàn)表明，采用石墨烯為負(fù)極材料，具有良好儲(chǔ)鋰性質(zhì)。

鋰離子電池主要由正極、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。此外，我國(guó)的石墨儲(chǔ)量豐富，僅次于土耳其和巴西。經(jīng)過(guò)近20年的發(fā)展，國(guó)產(chǎn)負(fù)極材料已走出國(guó)門(mén)，深圳貝特瑞新能源材料股份有限公司、上海杉杉科技有限公司和江西紫宸科技有限公司等廠商在負(fù)極材料的研發(fā)和生產(chǎn)等領(lǐng)域已處于世界先進(jìn)水平。

鋰離子電池發(fā)展至今已超過(guò)十五年，對(duì)于電芯技術(shù)不斷進(jìn)步，電池性能要求不斷提高，現(xiàn)市場(chǎng)主要應(yīng)用的石墨類(lèi)負(fù)極材料對(duì)于鋰離子電池能量密度提升上已到達(dá)其瓶頸，現(xiàn)石墨碳類(lèi)負(fù)極材料儲(chǔ)鋰容量已基本達(dá)到極限，再想提升其空間已很難實(shí)現(xiàn)。

近年來(lái)，在國(guó)家的大力支持下，鋰離子電池行業(yè)發(fā)展勢(shì)頭良好，負(fù)極材料迎來(lái)了前所未有的機(jī)遇。由于新能源行業(yè)對(duì)鋰離子電池能量密度的要求越來(lái)越高，石墨和鈦酸鋰材料的性能正在不斷地優(yōu)化。與此同時(shí)，下一代鋰離子電池負(fù)極材料——硅，也正在逐步開(kāi)始商業(yè)化。因此，需要對(duì)原有的負(fù)極標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行升級(jí)，甚至是編制新的標(biāo)準(zhǔn)，從而促進(jìn)我國(guó)鋰離子電池行業(yè)的健康和可持續(xù)發(fā)展。

在市場(chǎng)不斷進(jìn)步，終端企業(yè)對(duì)電池能量密度要求不斷提高情況下，現(xiàn)市場(chǎng)出現(xiàn)了一種克容量高達(dá)3500mAh/g以上的硅基負(fù)極材料，其與石墨負(fù)極材料相比，硅負(fù)極材料的理論能量密度超其10倍以上。在國(guó)家政策對(duì)電池能量密度要求不斷提高情況下，為了盡可能的提升電池的能量密度，國(guó)內(nèi)眾多企業(yè)已開(kāi)始加大對(duì)硅基負(fù)極材料的研發(fā)與應(yīng)用。預(yù)計(jì)在動(dòng)力電池的高速發(fā)展的背景下，未來(lái)二年國(guó)內(nèi)必將出現(xiàn)更多的年產(chǎn)千噸級(jí)別硅碳負(fù)極材料企業(yè)。

圖表：2011-2018年鋰電池負(fù)極材料市場(chǎng)需求及產(chǎn)能分析

數(shù)據(jù)來(lái)源：公開(kāi)數(shù)據(jù)

鋰電池負(fù)極材料市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)

2017年中國(guó)鋰電池硅碳負(fù)極材料產(chǎn)量已經(jīng)超過(guò)1500噸，同比增長(zhǎng)超過(guò)130%，其中前五企業(yè)市場(chǎng)集中度占比超過(guò)90%。但從來(lái)目前市場(chǎng)總體產(chǎn)量來(lái)看，仍相對(duì)較小，在全年鋰電負(fù)極材料總產(chǎn)量中僅占比1.%，整個(gè)鋰電硅基材料行業(yè)仍處于積極建設(shè)時(shí)期?？傮w而言，硅碳負(fù)極材料在國(guó)內(nèi)發(fā)展起步較晚，在材料本身技術(shù)與產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域技術(shù)上相對(duì)落后于國(guó)外，目前大部分國(guó)內(nèi)電芯企業(yè)與材料企業(yè)均處于實(shí)驗(yàn)階段，只有小部分企業(yè)進(jìn)入小批量試產(chǎn)階段，但未來(lái)隨著國(guó)家政策對(duì)動(dòng)力電池能量密度的激勵(lì)，要求電池能量密度到2020年達(dá)到300Wh/kg。

到2020年，全球鋰電池負(fù)極材料需求量約19萬(wàn)噸，2018-2020年CAGR22%。在新能源汽車(chē)需求的持續(xù)拉動(dòng)下，預(yù)計(jì)到2020年，國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池需求量約94GWh，相應(yīng)負(fù)極材料需求量將約7萬(wàn)噸;到2025年，動(dòng)力電池需求量將達(dá)到310GWh，相應(yīng)負(fù)極材料需求量將達(dá)19萬(wàn)噸。政策性的推動(dòng)將進(jìn)一步促使新能源動(dòng)力電池的高速發(fā)展，硅碳材料作為高倍率、高能量型新材料是目前最具備產(chǎn)業(yè)化的首選材料，同時(shí)硅碳材料也是目前最具商業(yè)化的高能量密度新型負(fù)極材料，在未來(lái)二到三年內(nèi)也必將迎來(lái)大爆發(fā)，行業(yè)前景廣闊。預(yù)計(jì)硅碳材料行業(yè)即將在2018年下半年開(kāi)始真正大面積登上鋰電池負(fù)極材料大舞臺(tái)，未來(lái)必會(huì)逐步替代現(xiàn)有的石墨類(lèi)材料。

2018年我國(guó)鋰電池負(fù)極材料出貨量達(dá)到18.8萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)27.5%;產(chǎn)值為81億元，同比增長(zhǎng)27%，整體產(chǎn)值和出貨量平穩(wěn)上升。2018年我國(guó)鋰電池負(fù)極材料總產(chǎn)能為44.1萬(wàn)噸，產(chǎn)能利用率達(dá)到43%，產(chǎn)能利用情況整體優(yōu)于正極材料。預(yù)計(jì)2019-2020年我國(guó)負(fù)極材料出貨量分別為23萬(wàn)噸和30萬(wàn)噸。產(chǎn)值將分別達(dá)到96億元和121億元，市場(chǎng)規(guī)模即將突破百億。

中研普華研究院鋰電池負(fù)極材料行業(yè)報(bào)告重點(diǎn)分析了我國(guó)鋰電池負(fù)極材料行業(yè)將面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，對(duì)行業(yè)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)及前景作出審慎分析與預(yù)測(cè)。是組織工程企業(yè)、學(xué)術(shù)科研單位、投資企業(yè)準(zhǔn)確了解行業(yè)最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，把握市場(chǎng)機(jī)會(huì)，正確制定企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的必備參考工具。未來(lái)鋰電池負(fù)極材料行業(yè)將如何發(fā)展?請(qǐng)關(guān)注中研普華研究院報(bào)告《2019-2025年中國(guó)鋰電池負(fù)極材料行業(yè)深度分析與投資發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)報(bào)告》

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