有关锂离子电池负极材料的分类与发展趋势详解

在锂离子电池四大材料中，负极材料的技术相对最成熟。通常将锂离子电池负极材料分为两大类：碳材料和非碳材料。其中碳材料又分为石墨和无定形碳，如天然石墨、人造石墨、中间相碳微球、软炭（如焦炭）和一些硬炭等；其他非碳负极材料有氮化物、硅基材料、锡基材料、钛基材料、合金材料等。

锂离子电池负极材料处于锂离子电池产业中游的最核心的环节，按电池成本分布，锂离子电池负极材料及其他占比锂离子电池总成本的28%左右。好的负极材料应该满足如下要求：比能量高、相对锂电极的电极电势低；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）；振实密度高（>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、无毒副用途。目前重要是中间相碳微球（MCMB）、天然石墨（NGR）和硬碳（HC）。

负极材料在国内已几乎全部实现产业化。目前，国内负极材料产量也较大，基本能满足国内市场的需求。高工产研锂电研究所（GGII）调研显示，2015年我国负极材料产量7.28万吨，同比上升42.7%；国内负极材料产值为38.8亿元，同比2014年上升35.2%。2015年负极材料均价保持下降，幅度在5%~10%。虽价格整体下降，但负极材料产值增速接近产量增速，因为负极材料的结构在发生变化。受动力锂电池带动，2015年国内负极材料的需求上升最快的是人造石墨，而人造石墨的均价高于天然石墨。

全球负极材料总出货量中天然石墨占比55%，人造石墨占比35%，中间相炭微球占比7.4%，钛酸锂、锌、硅合计占比约1%。综合而看石墨类负极材料占总出货量的90%。全球来看，目前锂离子电池负极材料生产公司重要在我国和日本，我国的优势是石墨资源，日本优势是技术。负极材料产品市场呈现出明显的寡头垄断格局，负极材料市场集中度高决定了行业盈利的相对稳定，但是国内产量的集中建成，预计产品价格会小幅走低。

硅合金和钛酸锂等负极新材料有望大幅提高产品性能。随着锂离子电池交通工具以及储能领域的快速上升，由于石墨类负极的高性价比，未来2~3年石墨类负极材料仍会作为主流，我们预计产量将保持年20%左右的上升。天然石墨重要用在数码产品及笔记本电脑上，人造石墨多用于交通工具领域，其上升速度会高于负极材料的上升速度。而天然石墨的上升会低于负极材料的上升速度。从技术来讲，石墨负极材料的性能逐渐趋于理论值，如石墨的克容量为372mAh/g，目前部分厂家产品可以达到365mAh/g，由于生产工艺和固有缺陷，这已经基本达到极限值。