10大锂电材料决定行业发展方向

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1、10大锂电材料决定行业发展方向1、硅碳复合负极材料数码终端产品的大屏幕化、功能多样化后，对电池的续航提出了新的要求。当前锂电材料克容量较低，不能满足终端对电池日益增长的需求。硅碳复合材料作为未来负极材料的一种，其理论克容量约为4200mAh/g，比石墨类负极的372mAh/g高出了10倍有余。其产业化后，将大大提升电池的容量。目前各大材料厂商纷纷在研发硅碳复合材料，如BTR、杉杉、紫宸、星城等。从专利来看，截至日前，中国硅碳复合材料的专利共269项，其中2012-2014年共186项,占比69%o现在硅碳复合材料存在的主要问题有：1、充放电吋，体积膨胀，吸液能力强;2、循环寿命差。U前正在

2、通过包覆、掺杂等手段解决以上问题，且部分企业己经取得了一定进展。2、钛酸锂近年来，国内对钛酸锂的研发热情较高，申请的专利逐年攀升。截至日前，国内共729项钛酸锂发明专利，其中2012-2014年共477项，占比为65%。钛酸锂的优势主要有：1、循环寿命长（可达10000次以上），属于零应变材料（体积变化小于1%），不生成传统意义的SEI膜;2、安全性高。其插锂电位高，不生成枝晶，且在充放电时，热稳定性极高;3、可快速充电。目前限制钛酸锂使用的主要因素是价格太高，当前的均价为11-16万元/吨，高于传统石墨。今年国家将钛酸锂大巴的补贴从50万/辆下调至15万元/辆，这进一步限制钛酸锂的推广应

3、用进程。另外钛酸锂的克容量很低，为170mAh/g左右。只有通过改善生产工艺，降低制作成本后，钛酸锂的长循环寿命、快充等优势方能发挥作用。结合市场及技术，钛酸锂比较适合用于对空间没存要求的大巴和储能领域。3、石墨烯石墨烯自2010年获得诺奖以来，广受全球关注，特别在中W。从2010年以来，国内掀起了一股石墨烯研发热潮，在2010-2014年间国内石墨烯相关发明专利直线飙升，截至日前国内中请石墨烯相关专利为7426项，居全球之首。石墨烯引发热潮，是因为其诸多优良性能，如透光性好，导电性能优异、导热性较高，机械强度高。石墨烯在锂离子电池屮的潜在应用有：1、作负极材料。石墨烯的克容量较高，可逆容

4、量约700mAh/g，高于石墨类负极的容量。另外，石墨烯&好的导热性能确保其在电池体系中的稳定性，且石墨烯片层间距大丁*石墨，使锂离子在石墨烯片层间扩散通畅，有利于提高电池功率性能。由于石墨烯的生产工艺不成熟,结构欠稳定，导致石墨烯作为负极材料仍存在一定问题，如首次放电效率较低，约65%;循环性能较差;价格较高，明显高于传统石墨负极。2、作为正负极添加剂，可提高锂电池的稳定性、延长循环寿命、增加内部导电性能。鉴于石墨烯当前的批量生产工艺不成熟、价格高昂、性能不稳定，石墨烯将率先作为正负极添加剂在锂离子电池中使用。4、富锂锰基正极材料高容量是锂电池的发展方向之一，但当前的正极材料中磷酸铁锂的

5、能量密度为580Wh/kg，镍钴锰酸锂的能量密度为750Wh/kg，都偏低。富锂锰基的理论能量密度可达到900Wh/kg，成为研发热点。截至日前，W内富锂锰基发明专利66篇，绝大多数在2012-2014年间中请。富锂锰基作为正极材料的优势有：1、能量密度高;2、主要原材料丰富。由于开发吋W较短，目前富锂锰基存在一系列问题：1、首次放电效率很低;2、材料在循环过程析氧，带来安全隐患;3、循环寿命很差;4、倍率性能偏低。目前解决这些问题的•于•段有覆、酸处理、掺杂、预循环、热处理等。富锂锰基虽然克容量优势明显，潜力巨大，但限于技术进展较慢，其大批量上市还需时间。5、动力型镍钴锰酸锂材料一直以来

6、，动力电池的路线存在很大争议，因此磷酸铁锂、锰酸锂、三元材料等路线都有被采用。国内动力电池路线以磷酸铁锂为主，但随着特斯拉火爆全球，其使用的三元材料路线引起了一股热潮。磷酸铁锂虽然安全性高，但其能量密度偏低软肋无法克服，而新能源汽车要求更长的续航里程，因此长期来看，克容量更高的材料将取代磷酸铁锂成为下一代主流技术路线。从口前的工业水平及技术进度來看，镍钴锰酸锂三元材料最有可能成为国内下一代动力电池主流材料。今年以来，国内陆续推出三元路线的电动车，如北汽E150EV、江淮旧V4、奇瑞EQ等，单位重量密度较磷酸铁锂电池有很大提升。随着三元动力电动车在国内逐渐形成销量，GBII动力三元材料销量将

7、大增，其总需求量在明年有望超过钴酸锂的需求量。6、碳纳米管碳纳米管不属于新东西，其之前作为储氢材料被广泛研宄，但其用在锂电池内的时间却较晚。2009年就有碳纳米管出售，由于价格太高，几乎无人问津。如今随着工艺改进，成本K降，及锂电内部体系的更高要求，碳纳米管逐渐被电芯企业认可。如今锂电池的容量和功率越来越高，碳纳米管的优异性能派上用场。碳纳米管作为锂电池导电剂的优势有：1、导电性能优异，其电阻率为2-6*10-4?.cm