鋰電負極材料研究方向,鋰離子電池石墨負極材料工藝

來源：存能電氣  日期：2019-11-20 14:48  瀏覽量：次

　　鋰電負極材料研究方向，鋰離子電池石墨負極材料工藝。在鋰電池四大材料中，負極材料的技術相對最成熟。通過對目前商用鋰離子電池碳負極材料行業以及其他非碳負極材料研究情況的調查分析，我們認為，在未來相當長的一段時間內，以石墨為代表的碳負極材料仍將牢牢占據鋰離子電池負極材料市場。

　　鋰電負極材料研究方向

　　負極材料有克容量、倍率性能、循環壽命、首次效率、壓實密度、膨脹、比表面積等多項性能指標，且難以兼顧，如大顆粒的壓實密度好、克容量高，但倍率性能不好；小顆粒反之。負極制造商需要通過優化生產工藝，提高材料的整體、綜合性能。

　　負極材料作為鋰電池關鍵材料之一，在電芯成本中的占比為10%。新能源汽車及動力鋰電池市場的持續高速增長，帶動鋰電池負極材料產量持續走高。

　　據有關數據顯示，2018年全球負極材料需求量達17萬噸，其中動力電池需求量超過消費電池需求量，達7.5萬噸，占比為44%。預計到2020年全球負極材料市場需求量將超過30萬噸，其中動力電池用負極材料需求將超過18.3萬噸，占比高達61%。

　　新興負極材料的研發成為提升鋰電池能量密度的重要方向。日前開發出使用硅酮作為鋰電池材料的技術，電量儲存能力為碳素材料的10倍，我國有多家公司在進行用鈦酸鋰作為鋰電負極材料的研究，也相應提高了鋰電池循環壽命和高低溫性能。

　　電池容量的突破點往往就在材料上，因鋰離子動力電池對性能要求不斷提升，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。從負極材料看，現在碳負極材料達到360mAh/g，提升的空間很小。在這種背景下，大容量新興負極材料應運而生。

　　鋰離子電池石墨負極材料工藝

　　石墨類材料之一天然石墨具有比容量高、價格低等優點，在商用負極材料領域得到廣泛應用，但同時其存在與電解液相容性差，首次不可逆容量較大、充放電倍率性能差、循環性能較差等缺點，直接影響其在長循環壽命，高倍率性能類鋰離子電池中的應用。

　　石墨負極的比表面對于其庫倫效率和長期循環的穩定性具有至關重要的影響，比表面更小的材料能夠減少電解液的分解，從而提升電池的首次庫倫效率和長期循環的穩定性，因此對于對壽命特性要求較高的鋰離子電池應該選擇比表面積較小的石墨材料。

　　工藝步驟

　　1、將石墨與粘合劑的混合物進行加熱捏合

　　2、熱等靜壓成型

　　3、炭化處理

　　4、石墨化處理

　　5、粉碎分級

　　所述的熱等靜壓成型的溫度為500~1000℃，壓力為50~100MPa。

　　隨著鋰離子電池應用場景和市場的不斷擴大，負極材料未來將向著高容量密度、低成本、長循環方向發展。現在全球鋰離子電池制造業正在向中國轉移和傾斜，我國相對應的鋰電池負極材料產能所占的比重將得到進一步提升，品種也將更加豐富和多元化。