鋰離子電池負極材料工藝成本分析
來源：寶鄂實業(yè)
2019-11-09 09:27
點擊量：次
鋰離子電池由四大主材構(gòu)成：正極材料、負極材料、電解液、隔膜，其中負極材料是作為鋰離子脫嵌的載體存在的。當然，能夠作為鋰離子電池負極材料的物質(zhì)有很多，包括碳材料、含碳化合物以及非碳材料。碳材料中的石墨是應用最廣、性能最穩(wěn)定和電解液適配性較好的負極材料。
1、正極(陰極)材料：鋰離子電池的主要構(gòu)成材料包括電解液、隔離材料、正負極材料等。正極材料占有較大比例(正負極材料的質(zhì)量比為3：1~4：1)，因此正極材料的性能直接影響著鋰離子電池的性能，其成本也直接決定電池成本高低。
2、負極(陽極)材料：目前，對鋰離子電池負極材料的研究較多有：碳材料、硅基材料、錫基材料、鈦酸鋰、過渡金屬氧化物等。但是主要應用于產(chǎn)業(yè)化的是碳材料，其中石墨類碳材料技術(shù)比較成熟，在安全和循環(huán)壽命方面性能突出，并且廉價、無毒，是較為常見的負極材料。而人造石墨通過對天然石墨的氧化進行表面改性，提高了石墨的電性能，是目前最常用和用量最大的負極材料。
目前國內(nèi)產(chǎn)品價格在6萬/噸-10萬/噸之間；日本產(chǎn)品價格在10萬/噸-15萬/噸之間，賣到中國12萬/噸-20萬/噸。
3、電解液：在鋰離子電池的性能和穩(wěn)定性方面，電解液一直居于中心位置。鋰鹽是電解液制造的重點，鋰鹽目前幾乎被日本幾家企業(yè)壟斷。目前國內(nèi)一些企業(yè)也號稱生產(chǎn)出鋰動力電池使用的電解液或鋰鹽，但是否能批量用在動力電池上，還有待商榷。不過，目前國內(nèi)已有多家上市公司在實施鋰離子動力電池用電解液的產(chǎn)業(yè)化工作。
目前國內(nèi)采購日本產(chǎn)品價格在35萬/噸-40萬/噸，其實成本為10萬/噸。
4、隔膜：鋰離子動力電池隔膜是一種具有納米級微孔的高分子功能材料，是電芯的重要組成部分，它起到將正、負極隔開，并且具有電子絕緣性和離子導電性；同時還具有“熱關(guān)閉”的特性。隔膜的性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、電解液的保持性和電池的內(nèi)阻等，進而影響電池的的容量、循環(huán)性能、充放電電流密度、安全性等關(guān)鍵指標，但是隔膜制備的關(guān)鍵技術(shù)被日本掌握。國內(nèi)雖有部分廠家，包括一些上市公司在重點實施研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化工作，但是離用于鋰動力電池的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化尚有一段距離。
目前國內(nèi)采購日本產(chǎn)品價格在20～55元/m2。但是，目前國內(nèi)從日本進口的隔膜也非日本的主流產(chǎn)品。
負極材料作為鋰離子電池的核心部件，在應用時通常需要滿足以下條件：
?、偾朵囯娢坏颓移椒€(wěn)，以保證較高的輸出電壓；
?、谠试S較多的鋰離子可逆脫嵌，比容量較高；
?、墼诔浞烹娺^程中結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定，具有較長的循環(huán)壽命；
?、茌^高的電子電導率、離子電導率和低的電荷轉(zhuǎn)移電阻，以保證較小的電壓極化和良好的倍率性能；
⑤能夠與電解液形成穩(wěn)定的固體電解質(zhì)膜，保證較高的庫侖效率；
?、蕲h(huán)境友好，在材料的生產(chǎn)和實際使用過程中不會對環(huán)境造成嚴重污染。
