鋰電池廠家解讀鋰離子電池負極材料工藝成本分析

來源：存能電氣  日期：2019-09-30 15:54  瀏覽量：次

　　鋰電池廠家解讀鋰離子電池負極材料工藝成本分析。負極材料對鋰電池性能起決定性作用的關鍵材料。負極的比容量和工作電壓直接決定鋰電池的能量密度，是最重要的電池材料之一。由于原材料品味和收得率的不同以及石墨化環節的差異，增加了電芯廠壓價的難度。通過解讀鋰離子電池負極材料工藝成本分析，工藝創新優化和產業鏈整合，成本有進一步下降空間。

　　鋰離子電池負極材料工藝成本分析

　　鋰離子電池由四大主材構成：正極材料、負極材料、電解液、隔膜，其中負極材料是作為鋰離子脫嵌的載體存在的。當然，能夠作為鋰離子電池負極材料的物質有很多，包括碳材料、含碳化合物以及非碳材料。碳材料中的石墨是應用最廣、性能最穩定和電解液適配性較好的負極材料。

　　1、正極(陰極)材料：鋰離子電池的主要構成材料包括電解液、隔離材料、正負極材料等。正極材料占有較大比例(正負極材料的質量比為3：1~4：1)，因此正極材料的性能直接影響著鋰離子電池的性能，其成本也直接決定電池成本高低。

　　2、負極(陽極)材料：目前，對鋰離子電池負極材料的研究較多有：碳材料、硅基材料、錫基材料、鈦酸鋰、過渡金屬氧化物等。但是主要應用于產業化的是碳材料，其中石墨類碳材料技術比較成熟，在安全和循環壽命方面性能突出，并且廉價、無毒，是較為常見的負極材料。而人造石墨通過對天然石墨的氧化進行表面改性，提高了石墨的電性能，是目前最常用和用量最大的負極材料。

　　目前國內產品價格在6萬/噸-10萬/噸之間；日本產品價格在10萬/噸-15萬/噸之間，賣到中國12萬/噸-20萬/噸。

　　3、電解液：在鋰離子電池的性能和穩定性方面，電解液一直居于中心位置。鋰鹽是電解液制造的重點，鋰鹽目前幾乎被日本幾家企業壟斷。目前國內一些企業也號稱生產出鋰動力電池使用的電解液或鋰鹽，但是否能批量用在動力電池上，還有待商榷。不過，目前國內已有多家上市公司在實施鋰離子動力電池用電解液的產業化工作。

　　目前國內采購日本產品價格在35萬/噸-40萬/噸，其實成本為10萬/噸。

　　4、隔膜：鋰離子動力電池隔膜是一種具有納米級微孔的高分子功能材料，是電芯的重要組成部分，它起到將正、負極隔開，并且具有電子絕緣性和離子導電性；同時還具有“熱關閉”的特性。隔膜的性能決定了電池的界面結構、電解液的保持性和電池的內阻等，進而影響電池的的容量、循環性能、充放電電流密度、安全性等關鍵指標，但是隔膜制備的關鍵技術被日本掌握。國內雖有部分廠家，包括一些上市公司在重點實施研發和產業化工作，但是離用于鋰動力電池的大規模產業化尚有一段距離。

　　目前國內采購日本產品價格在20～55元/m2。但是，目前國內從日本進口的隔膜也非日本的主流產品。

　　鋰離子電池對負極材料的要求

　　負極材料作為鋰離子電池的核心部件，在應用時通常需要滿足以下條件：

　　①嵌鋰電位低且平穩，以保證較高的輸出電壓；

　　②允許較多的鋰離子可逆脫嵌，比容量較高；

　　③在充放電過程中結構相對穩定，具有較長的循環壽命；

　　④較高的電子電導率、離子電導率和低的電荷轉移電阻，以保證較小的電壓極化和良好的倍率性能；

　　⑤能夠與電解液形成穩定的固體電解質膜，保證較高的庫侖效率；

　　⑥環境友好，在材料的生產和實際使用過程中不會對環境造成嚴重污染。

　　一直以來，大多數負極廠商都是將石墨化環節進行外包，而大部分負極廠商都分布在廣東、上海、福建等沿海省份，在這些地區建設石墨化基地的電力成本太高，所以負極廠商更希望將石墨化委外給電價較低的內陸省份的碳素廠。近幾年來，為了降低成本并控制產業鏈的上下游，開始有負極廠商自建或收購石墨化基地，不再依賴于外部。