鋰電池負極材料有哪些？負極材料發展現狀分析

1 鋰電池負極材料發展現狀

GGII統計數據顯示：2016-2020年，我國人造石墨出貨量是7.7萬噸，2020年我國人造石墨出貨量提升至30.7萬噸，CAGR41.3%，在負極材料中占比從68%提升至84%. 2021年上半年，我國人造石墨出貨28.2萬噸，占比達到85%。

全球鋰離子負極材料市場格局：貝特瑞、江蘇紫宸、杉杉位居前三。根據高工鋰電數據, 2020年中國負極材料出貨36.5萬噸,同比增長35%，全球負極材料CR3為53%。

負極材料產業鏈構成：上游是原材料和設備，根據產品種類不同其上游原材料不同，天然石墨負極材料的上游原料為天然石墨礦石，人造石墨負極材料的上游原料是針狀焦、石油焦、瀝青焦等。 鋰電池負極材料的中游為鋰電池負極材料的生產加工商，生產含不同種類的負極材料。下游是鋰電池行業，其產品最終應用于動力電池、3C 消費電池及工業儲能電池三大領域。

2 鋰電池負極材料有哪些

當前鋰電池電池負極材料主要有天然石墨材料、人造石墨材料、硅基等，主流的負極材料是天然石墨材料和人造石墨材料，由于著兩種材料在成本、加工性能、能量密度、循環壽命、快充倍率等方面存在著差異，天然石墨材料主要用于消費電子領域，人造石墨材料逐步成為動力電池負極材料首選。

(1)天然石墨：已批量應用于小型鋰離子電池，容量可達360mAh/g，技術及配套工藝成熟，成本低，但比能量已到極限，循環性能及倍率性能較差，安全性能差，未來發展方向是低成本化，改善循環性能

(2)人造石墨：已批量應用于小型鋰離子電池，并在動力電池上批量應用，容量可350mAh/g，技術及配套工藝成熟，循環性能好，但比能量低，倍率性能較差，安全性能差;未來發展方向是提高容量、低成本化

(3)中間相碳微球：已批量應用于功率型鋰離子電池和動力電池，容量可達340mAh/g，技術及配套工藝成熟，倍率性能好，循環性能好，但比能量低，安全性能較差，成本高;未來發展方向是提高容量、低成本化

(4)硬碳：已產業化，小批量在動力電池中試用，商業化材料容量達到 430mAh/g，首次效率>80%;可逆容量高，容量提升空間大，倍率性能好，安全性能好，但技術及配套工藝不成熟，首次效率低，成本高，加工性能差;未來發展方向是提高首次效率，降低成本

(5)硅碳合金：正處于開發階段，用于超高容量圓柱鋰離子電池，容量 450mAh/g 以上，首次效率>90%，300次循環>80%;可逆容量高，容量提升空間大，安全性能比石墨類材料好，但技術及配套工藝不成熟，首次效率不高，成本高，加工性能差，極片膨脹大，循環性能及倍率性能較差;未來發展方向是提高首次效率，抑制膨脹，改善循環性

(6)鈦酸鋰：已產業化，小批量在高功率動力電池中試用，容量達 160mAh/g;倍率性能優異，高低溫性能優異，循環性能優異，安全性能優異，但技術及配套工藝不成熟，成本高，比能量低;未來發展方向是解決鈦酸鋰與正極、電解液的匹配問題，提高電池能量密度

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