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石墨粉负极材料细分类别分析

2021-09-08 11:22:43

负极材料细分类别分析

锂电池负极材料主要分为天然石墨和人造石墨,2000年起,随着手机和笔记本电脑的普及,天然石墨负极逐渐开始被大规模使用。在进入智能化时代之后,天然石墨粉的高膨胀、较差的倍率性能、较短的循环寿命等缺点使其不适用于智能手机、电动汽车等高端应用场景,人造石墨粉开始被研发应用。

目前,在锂电池负极材料结构中,人造石墨占比较大达83%,而天然石墨仅占16%。

负极材料


1.人造石墨和天然石墨

2016-2020年,中国负极材料出货量逐年上升。其中,人造石墨出货量由2016年的7.7万吨上升至2020年的30.7万吨,年均复合增长率近45%;天然石墨出货量由2016年的3万吨上升至2020年的5.8万吨,年均复合增长率为21%。中商产业研究院预计2021年中国人造石墨出货量将达33.5万吨,天然石墨出货量将达6.4万吨。

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2.石墨烯

数据显示,我国石墨烯产业市场规模逐年增长。由2016年40亿元增至2020年230亿元,年均复合增长率为54.9%,预计2021年我国石墨烯产业市场规模将达265亿元。

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3.碳化硅

碳化硅是一种无机物,是用石英砂、石油焦等原料通过电阻炉高温冶炼而成。碳化硅为应用最广泛、最经济的一种,可以称为金刚砂或耐火砂。在全球市场中,单晶衬底企业主要有Cree、DowCorning、SiCrystal、II-VI、新日铁住金、Norstel等,外延片企业主要有DowCorning、II-VI、Norstel、Cree、罗姆、三菱电机、Infineon等,器件方面,全球大部分市场份额被Infineon、Cree、罗姆、意法半导体等少数企业瓜分。


一般来说,选择一种好的负极材料应遵循以下原则:比能量高;相对锂电极的电极电位低;充放电反应可逆性好;与电解液和粘结剂的兼容性好;比表面积小(<10m2/g),真密度高(>2.0g/cm3);嵌锂过程中尺寸和机械稳定性好;资源丰富,价格低廉;在空气中稳定、无毒副作用。目前,已实际用于锂离子电池的负极材料一般都是碳素材料,如石墨、软碳(如焦炭等)、硬碳等。正在探索的负极材料有氮化物、PAS、锡基氧化物、锡合金、纳米负极材料,以及其他的一些金属间化合物等。

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