锂电负极材料研究方向,锂离子电池石墨负极材料工艺

来源：存能电气  日期：2019-11-20 14:48  浏览量：次

　　锂电负极材料研究方向，锂离子电池石墨负极材料工艺。在锂电池四大材料中，负极材料的技术相对最成熟。通过对目前商用锂离子电池碳负极材料行业以及其他非碳负极材料研究情况的调查分析，我们认为，在未来相当长的一段时间内，以石墨为代表的碳负极材料仍将牢牢占据锂离子电池负极材料市场。

　　锂电负极材料研究方向

　　负极材料有克容量、倍率性能、循环寿命、首次效率、压实密度、膨胀、比表面积等多项性能指标，且难以兼顾，如大颗粒的压实密度好、克容量高，但倍率性能不好；小颗粒反之。负极制造商需要通过优化生产工艺，提高材料的整体、综合性能。

　　负极材料作为锂电池关键材料之一，在电芯成本中的占比为10%。新能源汽车及动力锂电池市场的持续高速增长，带动锂电池负极材料产量持续走高。

　　据有关数据显示，2018年全球负极材料需求量达17万吨，其中动力电池需求量超过消费电池需求量，达7.5万吨，占比为44%。预计到2020年全球负极材料市场需求量将超过30万吨，其中动力电池用负极材料需求将超过18.3万吨，占比高达61%。

　　新兴负极材料的研发成为提升锂电池能量密度的重要方向。日前开发出使用硅酮作为锂电池材料的技术，电量储存能力为碳素材料的10倍，我国有多家公司在进行用钛酸锂作为锂电负极材料的研究，也相应提高了锂电池循环寿命和高低温性能。

　　电池容量的突破点往往就在材料上，因锂离子动力电池对性能要求不断提升，高容量、高安全、稳定性好、价格低廉的负极材料成为研究讨论的热点。从负极材料看，现在碳负极材料达到360mAh/g，提升的空间很小。在这种背景下，大容量新兴负极材料应运而生。

　　锂离子电池石墨负极材料工艺

　　石墨类材料之一天然石墨具有比容量高、价格低等优点，在商用负极材料领域得到广泛应用，但同时其存在与电解液相容性差，首次不可逆容量较大、充放电倍率性能差、循环性能较差等缺点，直接影响其在长循环寿命，高倍率性能类锂离子电池中的应用。

　　石墨负极的比表面对于其库伦效率和长期循环的稳定性具有至关重要的影响，比表面更小的材料能够减少电解液的分解，从而提升电池的首次库伦效率和长期循环的稳定性，因此对于对寿命特性要求较高的锂离子电池应该选择比表面积较小的石墨材料。

　　工艺步骤

　　1、将石墨与粘合剂的混合物进行加热捏合

　　2、热等静压成型

　　3、炭化处理

　　4、石墨化处理

　　5、粉碎分级

　　所述的热等静压成型的温度为500~1000℃，压力为50~100MPa。

　　随着锂离子电池应用场景和市场的不断扩大，负极材料未来将向着高容量密度、低成本、长循环方向发展。现在全球锂离子电池制造业正在向中国转移和倾斜，我国相对应的锂电池负极材料产能所占的比重将得到进一步提升，品种也将更加丰富和多元化。