鋰電池負(fù)極材料 各類負(fù)極材料的性能特點是什么？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-12-23 18:53
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鋰電池負(fù)極材料
各類負(fù)極材料的性能特點
近期負(fù)極材料市場持穩(wěn)運行，出貨方面隨著下游開工率的緩慢提升，情況有所好轉(zhuǎn)。產(chǎn)品價格相對穩(wěn)定，現(xiàn)國內(nèi)負(fù)極材料價格低端產(chǎn)品主流報2.6-3.2萬元/噸，中端產(chǎn)品主流報4.8-6.2萬元/噸，高端產(chǎn)品主流報7-10萬元/噸。
三、鋰電負(fù)極材料的市場前景
新能源汽車產(chǎn)量的快速攀升帶動了動力鋰電池市場持續(xù)高速增長。近日，有機構(gòu)調(diào)研顯示，2017年，我國鋰電池市場達80.5GWh，同比增長27.0%，帶動鋰電池負(fù)極材料市場產(chǎn)量同比增長23.7%，達14.6萬噸。
據(jù)分析，2017年我國鋰電池負(fù)極材料市場產(chǎn)量保持穩(wěn)速增長的主要原因有：市場增長主要受動力電池市場增長拉動，2017年中國新能源汽車產(chǎn)量同比增長44.5％，達44.5GWh，動力型人造石墨成負(fù)極材料市場主要增長點；以貝特瑞、江西紫宸、上海杉杉為代表的企業(yè)出口保持增加，尤其是紫宸，隨著其產(chǎn)能的釋放，對日韓企業(yè)的出口量大幅增加。
從全球鋰電池生產(chǎn)總量看，自2010年以來，全球鋰電池總產(chǎn)量年均增長速度在25%以上，2016年全球鋰電池總出貨量達到115.4Gwh，較上年同比增長21.1%。預(yù)計2020年，全球鋰電池出貨量將達到265.7Gwh，是2016年的2.5倍。
四、總結(jié)
未來三年，我國動力電池企業(yè)競爭格局將發(fā)生較大變化，且動力電池對負(fù)極材料的需求量遠(yuǎn)大于3C數(shù)碼電池，人造石墨的應(yīng)用比例會越來越高。受廣大應(yīng)用前景吸引，2017年多家負(fù)極材料企業(yè)加大產(chǎn)能擴產(chǎn)，且有一批新進入企業(yè)進入。高工產(chǎn)研鋰電研究所（GGII）認(rèn)為未來三年，負(fù)極材料市場競爭將進一步加劇，低端重復(fù)產(chǎn)能將被淘汰，擁有核心技術(shù)和優(yōu)勢客戶渠道的企業(yè)才能獲得長足的發(fā)展，市場集中度將有所提高。
煙霧、火災(zāi)甚至爆炸，都是最常見的鋰離子電池事故特征，而這些故障的根源大都來自于電池?zé)崃康氖Э亍Ｈ绾螌㈦姵貎?nèi)的熱管理工作做好，為電池中的熱量分子們戴上緊箍咒，已成為未來解決動力電池安全的必答題。
時值寒冬，動力電池尚且控制不住自己燃燒的心，在火熱難擋的盛夏就更難以自制了。據(jù)不完全統(tǒng)計，在2018年8月，僅半個月的時間內(nèi)就發(fā)生了6起電動汽車起火事件：8月19日，深圳一輛微型電動面包車在充電過程中起火；8月22日，山東聊城一輛快遞電動貨車著火；8月25日，成都一輛威馬EX5在威馬汽車研究院園區(qū)內(nèi)發(fā)生自燃；8月26日，安徽銅陵一輛安凱電動客車在路邊起火；8月28日，一輛正在充電的廂式電動車起火；8月31日，廣州街頭一輛力帆650EV起火……
動力電池的自燃屬性令人不得不對新能源汽車的安全性打上一個問號：動力電池到底因何而自燃？中國汽車技術(shù)研究中心首席專家王芳提供的數(shù)據(jù)顯示：2011年2018年9月間，我國發(fā)生的電動乘用車事故達80多例，其中35%是由電池內(nèi)部短路引發(fā)的；16%則是在充電過程中出現(xiàn)的，比如過度充電；18%為機械外力因素的影響，如碰撞；還有3%為進水；剩下的則是由不明原因造成的。
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鋰離子電池安全與否，歸根到底取決于電池能否避免熱失控。武漢大學(xué)教授艾新平介紹，除了我們熟知的正常充放電反應(yīng)外，還存在著潛在的負(fù)反應(yīng)。在電池的正常溫度和正常電壓范圍內(nèi)，不會發(fā)生這些負(fù)反應(yīng)；但當(dāng)電池溫度過高或充電電壓過高時，比如碰撞、短路和過充，這些負(fù)反應(yīng)就會被引發(fā)。此時電池內(nèi)的熱量如果得不到及時疏散，就會引起電池內(nèi)溫度和壓力急劇上升。
溫度越高，電池負(fù)反應(yīng)的反應(yīng)速度就越大，最終導(dǎo)致電池進入一個無法控制的自加溫狀態(tài)，也即熱失控狀態(tài)。它是導(dǎo)致電池發(fā)生爆炸和燃燒的主因。艾新平進一步解釋。
三個層面進行熱管理
要提高電池的安全性，需從三個層面入手。一是材料層面，二是單體層面，第三個層面是系統(tǒng)層面。艾新平介紹，在材料層面，要重點提高材料和界面的熱穩(wěn)定性，降低其產(chǎn)熱量；在單體層面，除優(yōu)化電池?zé)嵩O(shè)計外，更重要的是發(fā)展熱保護技術(shù)，如PTC電極、熱關(guān)閉隔膜等；在系統(tǒng)層面，則需重點開展隔熱設(shè)計，防止熱擴展。
研究表明，在對電池系統(tǒng)的熱分析中，磷酸鐵鋰的熱穩(wěn)定性從材料上來講是最好的。電池的安全性首先取決于自身材料的安全性。上海交通大學(xué)特聘教授馬紫峰指出，要增加電池的安全性，高能量的電池就可能需要在系統(tǒng)設(shè)計當(dāng)中加入特定的保護裝置，比如說冷卻系統(tǒng)、防爆系統(tǒng)等。
