钜大LARGE | 点击量：1616次 | 2021年09月15日
锂离子电池负极材料的多重选择
目前负极材料的市场大部分为天然石墨和人造石墨混搭使用，既能新增电池容量，又能新增循环次数。一位在锂离子电池负极材料领域多年的从业人员表示。记者了解到，负极材料最初商业化的只有MCMB(中间相碳微球)，接着人造石墨开始大量应用，彼时天然石墨也有，但很多厂商应用得并不好。随着电池工艺和电解液技术的不断进步，天然石墨以其较低的价格越来越多地应用在各类锂离子电池中。
在商业应用中，石墨类碳材料技术较为成熟，市场价格也比较稳定，因锂离子动力锂离子电池对能力密度、功率密度，以及安全性能等要求不断提升，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。
上海杉杉科技有限公司研发总监乔永民指出，动力锂离子电池的负极材料还未形成自己的体系，厂家也有不同的选择。
人造与天然石墨混搭
国内最先应用的是人造石墨，这几年反过来开始用天然石墨了，目前国内天然石墨的出货量还是非常高的。深圳贝特瑞先进材料事业部总监王政表示。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
他认为，人造石墨的循环性能相对会好一些，但是天然石墨做好了，循环性能也不会差，贝特瑞以出口为主，三星用贝特瑞的天然石墨，性价比就非常高，关键在于与电解液的匹配。
一般来讲，天然石墨容量高、压实高、加工性能好、成本低，安全性差、循环性能差、对电解液的选择较挑剔，但由于可以使正极容量发挥提高，相对成本还会下降，因此普遍用做小电池和手机电池。人造石墨克容量发挥较低、压实低、加工性能难以把握、成本高，循环和倍率性能好、对电解液的选择不挑剔，一般用做大容量电池和倍率电池。
记者了解到，由于现在大多厂商越来越追求高能量密度，对负极材料能使用的压实密度要求也越来越高，但纯天然石墨因其循环膨胀较大，电解液消耗多，高压实下吸液性能较差，倍率性能较差，所以真正能够应用到高容量体系的不多。
有关天然石墨产品的稳定性和循环寿命，考验的是每个厂的生产加工流程和工艺、技术的控制，一位负极材料技术研发人员告诉记者，日本之所以用天然石墨也能将电池容量和性能做得很好，是因为他们将国内厂商所供应的石墨粉买回去，自己还会进一步加工处理，之后再使用或辗转高价卖回国内市场，而国内目前的技术水平还用不好天然石墨。
同时，他指出，正因为国内电池公司技术还有所欠缺，所以目前国内市场以天然和人造石墨混用为主，降低成本的同时也降低了电池的制造难度。
现在很多手机电池厂商，为了弥补天然石墨的缺点，按一定比例掺杂人造石墨，如铝壳电池用高端天然石墨掺混少量低端人造石墨，对提高循环和降低成本效果就不错。青岛一负极材料厂的业务经理徐小姐指出，随着客户对各项性能要求的提高，高端人造石墨在手机电池将得到广泛应用。
长沙星城副总经理黄越华也表示，目前国内市场以人造石墨居多，天然石墨原材料受限，制作工艺简单，克容量最高只能做到370mAh/g，人造石墨目前可做到400mAh/g以上。
他认为，人造石墨这两年的使用会越来越超过天然石墨。
高倍率负极材料的选择
随着这几年动力锂离子电池的发展，以及人们有关快充和大倍率充电性能的追求，高倍率的电极材料日益受到重视。
贝特瑞的天然石墨重要是用在消费类电池，长沙星城的人造石墨则重要针对动力锂离子电池市场，2011年公司动力类负极材料占比40%。黄越华表示，天然石墨受限于原材料，人造石墨的原材料来源更广泛。
对此，王政认为，人造石墨的原材料重要是石油焦，来源不稳定，因此批次的稳定性很差。天然石墨的原材料因为来源于石墨矿，一致性非常好。
日本重要用的也是天然石墨，贝特瑞在国内整个负极材料市场占比30%左右，大部分就是天然石墨。
人造石墨虽在国内应用较早，但是更核心的技术仍为日本厂商所垄断。从长远看，我认为天然石墨是个趋势。一位负极材料技术人员告诉记者。
他表示，日本已用天然石墨做动力锂离子电池，就是在天然石墨表面包覆一层导电炭黑，以解决其吸液性问题和晶面取向问题，但是容量和首次效率会略受影响。国内也有人在天然石墨表面包覆硬炭的，但不是很均匀，且批次稳定性不好，制约了推广。
此外，安全性、循环性、大倍率充放电性能好的钛酸锂，也成为动力锂离子电池负极材料的最佳选择之一。乔永民认为，钛酸锂在混合动力汽车和储能领域有一定的需求空间。但因电压平台太高，胀气等问题难以解决，国内厂商技术不足，且价格较贵，目前还无法批量使用。从成本上讲，软碳和天然石墨可能会是未来应用的趋势，现实是因为高温性能难以解决，使软碳和硬碳目前实用化仍比较困难。
有业内人士表示，软碳单独使用没有优势，与石墨掺杂使用应该可以弥补缺点，可用于动力锂离子电池或储能领域，比如日本的软碳基本都和人造石墨掺杂使用，目前正在推广中。
受新能源概念影响，锂电行业投资愈演愈热，日本负极材料巨头在华建厂使竞争进一步加剧。持有长沙星城40%股份的当升科技(300073.SZ)披露，长沙星城今年一季度业绩情况并不理想。
黄越华表示，2011年经济环境不好，公司营收2000万，近一两个月稍微好转，这几年负极材料的小公司也越来越多了。
有关日本负极材料巨头在华建厂对国内负极材料产业造成的冲击，王政则认为，这对贝特瑞来讲不是个坏事情，毕竟贝特瑞有产业链的优势在。在他看来，负极材料的竞争还是要看大家的技术，只要有技术优势，自然是有信心面对竞争的。
下一篇：繁华背后 锂离子电池炒作价值几何
