鋰電池廠家解讀鋰離子電池負(fù)極材料工藝成本分析

來(lái)源：存能電氣  日期：2019-09-30 15:54  瀏覽量：次

　　鋰電池廠家解讀鋰離子電池負(fù)極材料工藝成本分析。負(fù)極材料對(duì)鋰電池性能起決定性作用的關(guān)鍵材料。負(fù)極的比容量和工作電壓直接決定鋰電池的能量密度，是最重要的電池材料之一。由于原材料品味和收得率的不同以及石墨化環(huán)節(jié)的差異，增加了電芯廠壓價(jià)的難度。通過(guò)解讀鋰離子電池負(fù)極材料工藝成本分析，工藝創(chuàng)新優(yōu)化和產(chǎn)業(yè)鏈整合，成本有進(jìn)一步下降空間。

　　鋰離子電池負(fù)極材料工藝成本分析

　　鋰離子電池由四大主材構(gòu)成：正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜，其中負(fù)極材料是作為鋰離子脫嵌的載體存在的。當(dāng)然，能夠作為鋰離子電池負(fù)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(yīng)用最廣、性能最穩(wěn)定和電解液適配性較好的負(fù)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(fù)極材料等。正極材料占有較大比例(正負(fù)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(fù)極(陽(yáng)極)材料：目前，對(duì)鋰離子電池負(fù)極材料的研究較多有：碳材料、硅基材料、錫基材料、鈦酸鋰、過(guò)渡金屬氧化物等。但是主要應(yīng)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(jià)、無(wú)毒，是較為常見(jiàn)的負(fù)極材料。而人造石墨通過(guò)對(duì)天然石墨的氧化進(jìn)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(fù)極材料。

　　目前國(guó)內(nèi)產(chǎn)品價(jià)格在6萬(wàn)/噸-10萬(wàn)/噸之間；日本產(chǎn)品價(jià)格在10萬(wàn)/噸-15萬(wàn)/噸之間，賣到中國(guó)12萬(wàn)/噸-20萬(wàn)/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(diǎn)，鋰鹽目前幾乎被日本幾家企業(yè)壟斷。目前國(guó)內(nèi)一些企業(yè)也號(hào)稱生產(chǎn)出鋰動(dòng)力電池使用的電解液或鋰鹽，但是否能批量用在動(dòng)力電池上，還有待商榷。不過(guò)，目前國(guó)內(nèi)已有多家上市公司在實(shí)施鋰離子動(dòng)力電池用電解液的產(chǎn)業(yè)化工作。

　　目前國(guó)內(nèi)采購(gòu)日本產(chǎn)品價(jià)格在35萬(wàn)/噸-40萬(wàn)/噸，其實(shí)成本為10萬(wàn)/噸。

　　4、隔膜：鋰離子動(dòng)力電池隔膜是一種具有納米級(jí)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(fù)極隔開，并且具有電子絕緣性和離子導(dǎo)電性；同時(shí)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(jìn)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(biāo)，但是隔膜制備的關(guān)鍵技術(shù)被日本掌握。國(guó)內(nèi)雖有部分廠家，包括一些上市公司在重點(diǎn)實(shí)施研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化工作，但是離用于鋰動(dòng)力電池的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化尚有一段距離。

　　目前國(guó)內(nèi)采購(gòu)日本產(chǎn)品價(jià)格在20～55元/m2。但是，目前國(guó)內(nèi)從日本進(jìn)口的隔膜也非日本的主流產(chǎn)品。

　　鋰離子電池對(duì)負(fù)極材料的要求

　　負(fù)極材料作為鋰離子電池的核心部件，在應(yīng)用時(shí)通常需要滿足以下條件：

　　①嵌鋰電位低且平穩(wěn)，以保證較高的輸出電壓；

　　②允許較多的鋰離子可逆脫嵌，比容量較高；

　　③在充放電過(guò)程中結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定，具有較長(zhǎng)的循環(huán)壽命；

　　④較高的電子電導(dǎo)率、離子電導(dǎo)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(kù)侖效率；

　　⑥環(huán)境友好，在材料的生產(chǎn)和實(shí)際使用過(guò)程中不會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。

　　一直以來(lái)，大多數(shù)負(fù)極廠商都是將石墨化環(huán)節(jié)進(jìn)行外包，而大部分負(fù)極廠商都分布在廣東、上海、福建等沿海省份，在這些地區(qū)建設(shè)石墨化基地的電力成本太高，所以負(fù)極廠商更希望將石墨化委外給電價(jià)較低的內(nèi)陸省份的碳素廠。近幾年來(lái)，為了降低成本并控制產(chǎn)業(yè)鏈的上下游，開始有負(fù)極廠商自建或收購(gòu)石墨化基地，不再依賴于外部。