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2018年我国负极材料行业市场份额及市场规模预测【图】

负极材料 2018-06-22 06:31

负极材料种类繁多，人造石墨及天然石墨为商业化应用主流。负极材料在锂电池充电过程中主要起储锂作用，其脱嵌锂电压和比容量对电池能量密度影响较大。优异的负极材料需同时具备低的脱嵌锂电压、高的比容量以及良好的倍率特征和循环性能。负极材料种类较多，可分类碳材料和非碳材料两大类。前者包括人造石墨、天然石墨等石墨类碳材料以及软碳、硬碳等无定型碳材料。后者包括锡基、硅基、钛基等合金型材料。

软碳材料首周不可逆容量较大，对锂平均电位较高，压实密度低，能量密度偏低。非碳材料为合金化型负极材料，尽管能量密度较高，但由于储锂过程锂离子通过与材料加成反应实现，造成材料相结构变化，因此导致体积膨胀大和较差的循环性能，目前仍主要处于研究阶段。

主要负极材料性能特征对比

负极材料	比容量mAh/g	首周效率%	振实密g/cm3	压实密g/cm3	工作电压V	循环寿命次	安全性	倍率性能
天然石墨	340-370	90-93	0.8-1.2	1.6-1.85	0.2	>1000	一般	差
人造石墨	310-370	90-96	0.8-1.1	1.5-1.8	0.2	>1500	良好	良好
MCMB	280-340	90-94	0.9-1.2	1.5-1.7	0.2	>1000	良好	优秀
软碳	250-300	80-85	0.7-1.0	1.3-1.5	0.52	>1000	良好	优秀
硬碳	250-400	80-85	0.7-1.0	1.3-1.5	0.52	>1500	良好	优秀
LTO	165-170	98-99	1.5-2.0	1.8-2.3	1.55	>30000	优秀	优秀
Si基材料	380-950	60-92	0.6-1.1	0.9-1.6	0.3-0.5	300-500	良好	一般

数据来源：公开资料整理

相关报告：智研咨询发布的《2018-2024年中国负极材料行业分析与投资决策咨询报告》

由于现阶段商业化石墨负极材料已经接近其理论比容量（372mAh/g），寻找更高比容量负极材料成为产业研究重点。硅在常温下可与锂合金化，理论比容量高达4200mAh/g，是最具潜力的下一代锂电池负极材料之一。但由于硅在充放电过程中存在严重的体积膨胀（300%），目前普遍采用复合化技术，利用“缓冲骨架”补偿材料膨胀。在现有的硅碳复合体系中，硅颗粒作为活性物质，提供储锂容量；碳颗粒既能缓冲充放电过程中硅负极的体积变化，又能改善硅质材料的导电性，还能避免硅颗粒在充放电循环中发生团聚。因此硅碳复合材料综合了二者的优点，表现出高比容量和较长循环寿命。目前特斯拉已率先采用硅碳负极的动力电池，中国锂电池产业也在积极推进，硅碳负极由于综合性能优势，成为行业下一阶段应用趋势。

2017年中国负极材料产量约为14.6万吨，同比增长23.44%，其中人造石墨产量10.05万吨，同比增长25.20%，天然石墨3.68万吨，同比增长15%，两大类负极出货量在整个负极材料产业中的占比达到94%以上，是现阶段商业化应用主流。2017年负极材料市场规模约80亿，预计到2020年负极材料产量将超过30万吨，市场规模将超过150亿，年均复合增长率23%。

人造石墨产量高速增长（万吨）