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硅碳(Si-C)复合材料适合做高容量电池的负极材料。硅具有非常高的理论比容量和较低的嵌入和脱嵌锂电位。硅碳复合材料采用高比容量的硅为主要活性体,采用体积效应小、循环稳定性好的碳为载体,合成新型的硅/碳复合材料,能够有效避免硅在充放电过程中由于体积过度膨胀而粉化,但是硅碳复合材料同时也有一些劣势,其安全性以及倍率性能较差,当电流密度稍大些时,容量下降很明显。
负极材料集中度高,日本向中国产能转移比较明显。目前负极材料以碳素材料为主,占锂电池成本较低,在国内基本全面实现产业化。负极材料产业集中度高,从企业来看,全球前四大企业:日立化学、深圳贝特瑞、JFE、三菱化学,市场份额合计占比为78%,负极材料表现出高度集中化。从区域看,中国和日本是全球主要的产销国。从车用动力锂电池企业负极供应体系来看,目前动力电池企业采购负极主要来自于日本企业。近几年,随着中国生产技术的不断提高,中国又是负极材料原料的主要产地,锂电负极产业不断向中国转移,市场占有率不断提高。
国内负极材料行业产能快速增长。受平板电脑、超级本、电动自行车、新能源汽车以及储能等终端市场需求带动,锂电池产量将保持平稳增长,2013年上半年中国负极材料实现销量16560吨,相比于2012年上半年增长19.8%。由于在锂电池四大材料中,国内负极材料相关技术发展最为成熟,国内产能较大,但受产能相对过剩的影响,负极材料的价格近几年呈现下降的趋势。
负极材料未来发展的趋势:以提高容量和循环稳定性为目标。作为锂电池四大关键材料之一,负极材料决定了锂电池的性能,如充放电效率、循环寿命等等。常规石墨负极材料的倍率性能已经难以满足锂电池下游产品的需求。在动力电池方面,碳酸锂可能是新的发展方向;在消费类电子产品方面,需要提高电池的能量密度,以硅-碳(Si-C)复合材料为代表的新型高容量负极材料是未来发展趋势。
国内电解液产能释放,聚合物电解质受青睐
电解液对锂电池的运行和安全性具有举足轻重的作用。电解液作为带动锂离子流动的载体,对电池的比容量、工作温度范围、循环效率和安全性能等至关重要,是锂离子电池获得高电压、高比能的保证。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料组成,在一定条件下,按一定比例配制而成的,其中电解质在电解液成本中比重最大,也是电解液中技术壁垒最高的环节,目前主要被日韩垄断。
六氟磷酸锂是目前市场上主要的锂电池电解质。电解质材料中六氟磷酸锂相对于其他锂盐,不仅具有良好的导电率、电化学稳定性及突出的氧化稳定性,并且后续废电池的处理简单,对生态环境友好,因此成为目前应用最广泛的电解质。
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