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負極材料對鋰電池性能起決定性作用的關鍵材料。負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。雖然硅基等合金類負極已開始應用,但主流的負極材料仍然是天然和人造石墨,其中人造石墨憑借更好的循環壽命和倍率性能,滲透率在不斷提升。
負極材料具備高技術壁壘。市場一直認為負極是“最簡單且附加值最低”的電池材料,實際情況并非如此。人造石墨的制備需要經過“破碎、造粒、石墨化、篩分”四個大工序和十余個小工序,其中的造粒和石墨化兩個環節都有很高的技術壁壘。得益于產品差異化和不透明的成本結構,盈利能力穩定。由于不同應用場景對負極的要求不同,且還需要與電解液、正極匹配,因此負極不但型號眾多、價格分布也非常寬。由于原材料品味和收得率的不同以及石墨化環節的差異,負極的成本構成非常不透明,增加了電芯廠壓價的難度。通過工藝創新優化和產業鏈整合,成本有進一步下降空間。
負極材料行業的市場集中度高,“三大五小”的競爭格局、和電芯企業之間的綁定關系都已經初步形成,綁定電芯龍頭的負極企業,發展前景更佳。
人造石墨循環壽命長、倍率性能好,是主流的負極品種
負極是鋰電池的主要組成部分,它是由負極活性物質、粘合劑和添加劑混合制成糊狀均勻涂抹在銅箔兩側,經干燥、滾壓而成。我們所談的負極材料主要指的是負極活性物質。
天然石墨是從天然石墨礦中提煉出來的,它的顆粒外表面反應活性不均勻,晶粒粒度較大,在充放電過程中表面晶體結構容易被破壞。為了解決這些問題,一般采用碳包覆工藝對天然石墨進行改性處理。其優勢是比容量大、壓實密度高、成本低,缺點是循環壽命短、倍率性能差。
人造石墨是焦炭類原料經過高溫石墨化處理后轉化成石墨的產品。它的石墨晶粒小、石墨化程度低、結晶取向度小,在倍率性能、 循環壽命以及體積膨脹、防止電極反彈方面都好于天然石墨,比容量和壓實密度和天然石墨也已經很接近,差距只有2%到3%,主要的缺點是成本高。
未完待續