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電池專題

負極材料廠家在立足于石墨類負極材料的同時,需加大力度盡早開發(fā)出新型負極材料,搶占先機

來源:寶鄂實業(yè)    2019-03-15 10:15    點擊量:

在負極材料需求量方面,通過對國內近年來鋰電池的產量,再假設每KWH鋰電池負極材料的平均用量為1.35kg,以此來對國內負極材料的需求數(shù)據(jù)進行分析。2011年我國負極材料行業(yè)需求約1.69萬噸,到2018年需求達到了14.02萬噸。

 

2018年我國鋰電負極材料行業(yè)產量約19.2萬噸,同比2017年的14.9萬噸增長了28.9%,近幾年我國鋰電負極材料行業(yè)產量情況如下圖所示:

 

2016年我國國內鋰電負極材料市場規(guī)模為46.53億元,2017年我國鋰電負極材料市場規(guī)模增長至60.55億元,2017年我國鋰離子電池負極材料規(guī)模達78.23億元。

 

2011年,我國軟包鋰離子電池負極材料需求量為0.41萬噸,方形鋰離子電池負極材料需求量為0.95萬噸,圓柱鋰離子電池負極材料需求量為0.33萬噸。2018年,我國軟包鋰離子電池負極材料需求量為3.99萬噸,方形鋰離子電池負極材料需求量為6.92萬噸,圓柱鋰離子電池負極材料需求量為3.11萬噸。

 

在汽車電動化趨勢帶動下,負極材料行業(yè)產能持續(xù)擴大。新能源汽車行業(yè)高景氣度推動下,為了進一步降低成本、提高供應能力、增加市場份額,負極廠商擴產步伐依舊堅定,除此之外,已有部分企業(yè)跨界進入負極材料領域。

 

隨著國家陸續(xù)出臺新能源汽車補貼政策,我國新能源汽車銷量大幅增長,2014年銷量7.48萬輛,2015年銷量33.11萬輛,2016年銷量50.70萬輛,2017年,新能源汽車產銷分別完成79.4萬輛和77.7萬輛,同比分別增長53.8%和53.3%。其中,純電動汽車產銷分別完成66.7萬輛和65.2萬輛,同比分別增長59.8%和59.6%;插電式混合動力汽車產銷分別為12.8萬輛和12.4萬輛,同比分別增長28.5%和26.9%。2011-2018年,我國新能源汽車產銷量如下圖所示:

 

工信部牽頭編制的《汽車產業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》,明確到2020年我國新能源汽車年產量將達到200萬輛,年均復合增長率40.93%。新能源汽車將成為我國鋰電池負極材料需求量增長最快的領域。新能源汽車產業(yè)空間巨大,目前已正式進入成長期?!镀嚠a業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》及《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖》指出,到2020-2025年,我國要邁入世界汽車強國行列,實現(xiàn)新能源汽車全產業(yè)鏈發(fā)展。

 

智研咨詢發(fā)布的《2019-2025年中國鋰電池負極材料行業(yè)市場發(fā)展模式調研及投資趨勢分析研究報告》指出:從技術角度來看,未來鋰離子電池負極材料將會呈現(xiàn)出多樣性的特點。隨著技術的進步,目前的鋰離子電池負極材料已經從單一的人造石墨發(fā)展到了天然石墨、中間相碳微球、人造石墨為主,軟碳/硬碳、無定形碳、鈦酸鋰、硅碳合金等多種負極材料共存的局面。

 

就目前以及未來一定時期內,負極材料仍將以石墨類負極材料為主。一是因為新型負極材料的技術與應用還不成熟,還需要時間磨合與改進;二是石墨類負極的價格優(yōu)勢明顯;三是石墨類負極材料與正極材料、電解液等其他鋰電池材料相匹配的技術較為成熟。

 

不過,從長遠來看,負極材料廠家在立足于石墨類負極材料的同時,需加大力度盡早開發(fā)出新型負極材料,搶占先機。因為石墨類負極材料的理論克容量為372mAh/g,市面上性能較好的石墨負極材料已經能達到360mAh/g,克容量逐漸趨于極限值,不能滿足下游電芯日益增長的性能要求。目前業(yè)內關注比較多的新型負極材料有鈦酸鋰、硬碳、硅碳復合材料等。

 

新能源汽車的發(fā)展對動力電池的比能量不斷提出更高的要求,工信部等四部委發(fā)布的《促進汽車動力電池產業(yè)發(fā)展行動方案》中提出,到2020年,新型鋰離子動力電池單體比能量超300Wh/公斤,系統(tǒng)比能量達260Wh/公斤;到2025年,單體比能量達500Wh/公斤。傳統(tǒng)石墨很難達到這一要求,而硅碳復合材料的超高理論能量密度可以顯著提升單體比容量,有望成為未來主流負極材料。

 

硅與碳的相似化學性質為其結合提供了理論依據(jù),但不同的結合方式也對復合材料的性能起著重大影響。硅碳復合材料主要分為三種結構:包覆型、嵌入性、摻雜型。包覆型的表面碳層主要為無定型碳,嵌入型碳基質主要為無定型碳、石墨和石墨烯等,目前摻雜型硅碳復合材料為研究熱點。

 

國外企業(yè)已經實現(xiàn)硅碳負極材料量產,松下2013年量產的NCR18650C型號電池即采用硅碳負極材料;日本GS湯淺推出的硅基負極材料鋰電池也已應用于三菱汽車;特斯拉推出的Model3成功應用硅碳負極材料,實現(xiàn)300Wh/kg比能量,更加明確了硅碳負極的未來地位。

 

我國硅碳材料發(fā)展較晚,工藝技術相對落后,生產成本居高不下,成為限制其應用的主要原因。目前主流負極廠商已擴大硅碳負極投入,新進入者也開始布局硅碳負極,新增產能2017年底開始陸續(xù)投產。提前布局硅碳負極、擁有技術優(yōu)勢、更快實現(xiàn)產業(yè)化的企業(yè),將有望改變負極產業(yè)的現(xiàn)有格局。

 

目前國內鋰電池負極材料生產企業(yè)眾多,超過50家,其中公司和杉杉股份為第一梯隊,處于國內行業(yè)領先地位;星城石墨、正拓能源、摩根海容等為第二梯隊,相互之間差距不大;另外三菱化學等巨頭也在國內設廠;其余多為規(guī)模小、技術水平低的企業(yè)。未來幾年,國內負極生產企業(yè)的競爭主要體現(xiàn)在第二梯隊企業(yè)對第一梯度企業(yè)的追趕,以及第一梯度企業(yè)間的競爭,行業(yè)集中度將進一步提高。

 

而隨著現(xiàn)代電子信息技術的飛速發(fā)展,鋰電池在工業(yè)、國防、科技、生活領域得到越來越多的應用,作為鋰電池的核心關鍵材料,鋰電負極材料的市場需求不斷提高。近年來,便攜式電子消費品逐步融入人們的日常生活,電動汽車產業(yè)在世界各國政府的大力支持下也將開始商業(yè)化推廣,這都將促進鋰電池行業(yè)的快速發(fā)展,同時也給鋰電負極材料產業(yè)帶來廣闊的發(fā)展空間。

 

同時我國的鋰、鎳、錳、鐵、磷等資源相對豐富,因此鋰電負極材料中的多元材料、錳酸鋰、磷酸亞鐵鋰的開發(fā)和應用在我國具有較大的資源優(yōu)勢,而相關的冶煉行業(yè)在中國的發(fā)展也很迅速,這使得鋰電負極材料的發(fā)展有著較完善的供應鏈的支撐,必將對我國鋰電負極材料產業(yè)的發(fā)展起到積極的推動作用。

 

隨著移動通信網絡由3G向4G甚至5G方向發(fā)展,要求在人口密集地域高密度建設大量小微型移動通信基站,寸土寸金的現(xiàn)實條件使得鋰離子電池成為這類基站電源的不二之選。未來幾年,鋰離子電池在基站電源市場的應用會高速發(fā)展。同時,為了降低電動汽車的售價,日產、特斯拉、通用汽車、三菱汽車、戴姆勒-奔馳、比亞迪等知名車企已紛紛在嘗試將車載電池擴產或二次利用,開發(fā)家庭儲能市場,以降低車載電池價格,這已形成了一股潮流。在這兩大細分市場的帶動下,整個工業(yè)儲能市場在2020年之前也會取得較大發(fā)展,2020年之后,隨著電網儲能商業(yè)化應用的逐步開展,工業(yè)&儲能市場將會推動鋰電池以及鋰電池負極材料的需求高速增長。鋰電池負極材料具有廣闊的市場前景。

 

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