锂电池负极材料 各类负极材料的性能特点是什么？
来源：宝鄂实业
2019-12-23 18:53
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锂电池负极材料
各类负极材料的性能特点
近期负极材料市场持稳运行，出货方面随着下游开工率的缓慢提升，情况有所好转。产品价格相对稳定，现国内负极材料价格低端产品主流报2.6-3.2万元/吨，中端产品主流报4.8-6.2万元/吨，高端产品主流报7-10万元/吨。
三、锂电负极材料的市场前景
新能源汽车产量的快速攀升带动了动力锂电池市场持续高速增长。近日，有机构调研显示，2017年，我国锂电池市场达80.5GWh，同比增长27.0%，带动锂电池负极材料市场产量同比增长23.7%，达14.6万吨。
据分析，2017年我国锂电池负极材料市场产量保持稳速增长的主要原因有：市场增长主要受动力电池市场增长拉动，2017年中国新能源汽车产量同比增长44.5％，达44.5GWh，动力型人造石墨成负极材料市场主要增长点；以贝特瑞、江西紫宸、上海杉杉为代表的企业出口保持增加，尤其是紫宸，随着其产能的释放，对日韩企业的出口量大幅增加。
从全球锂电池生产总量看，自2010年以来，全球锂电池总产量年均增长速度在25%以上，2016年全球锂电池总出货量达到115.4Gwh，较上年同比增长21.1%。预计2020年，全球锂电池出货量将达到265.7Gwh，是2016年的2.5倍。
四、总结
未来三年，我国动力电池企业竞争格局将发生较大变化，且动力电池对负极材料的需求量远大于3C数码电池，人造石墨的应用比例会越来越高。受广大应用前景吸引，2017年多家负极材料企业加大产能扩产，且有一批新进入企业进入。高工产研锂电研究所（GGII）认为未来三年，负极材料市场竞争将进一步加剧，低端重复产能将被淘汰，拥有核心技术和优势客户渠道的企业才能获得长足的发展，市场集中度将有所提高。
烟雾、火灾甚至爆炸，都是最常见的锂离子电池事故特征，而这些故障的根源大都来自于电池热量的失控。如何将电池内的热管理工作做好，为电池中的热量分子们戴上紧箍咒，已成为未来解决动力电池安全的必答题。
时值寒冬，动力电池尚且控制不住自己燃烧的心，在火热难挡的盛夏就更难以自制了。据不完全统计，在2018年8月，仅半个月的时间内就发生了6起电动汽车起火事件：8月19日，深圳一辆微型电动面包车在充电过程中起火；8月22日，山东聊城一辆快递电动货车着火；8月25日，成都一辆威马EX5在威马汽车研究院园区内发生自燃；8月26日，安徽铜陵一辆安凯电动客车在路边起火；8月28日，一辆正在充电的厢式电动车起火；8月31日，广州街头一辆力帆650EV起火……
动力电池的自燃属性令人不得不对新能源汽车的安全性打上一个问号：动力电池到底因何而自燃？中国汽车技术研究中心首席专家王芳提供的数据显示：2011年2018年9月间，我国发生的电动乘用车事故达80多例，其中35%是由电池内部短路引发的；16%则是在充电过程中出现的，比如过度充电；18%为机械外力因素的影响，如碰撞；还有3%为进水；剩下的则是由不明原因造成的。
电池热失控是罪魁祸首
锂离子电池安全与否，归根到底取决于电池能否避免热失控。武汉大学教授艾新平介绍，除了我们熟知的正常充放电反应外，还存在着潜在的负反应。在电池的正常温度和正常电压范围内，不会发生这些负反应；但当电池温度过高或充电电压过高时，比如碰撞、短路和过充，这些负反应就会被引发。此时电池内的热量如果得不到及时疏散，就会引起电池内温度和压力急剧上升。
温度越高，电池负反应的反应速度就越大，最终导致电池进入一个无法控制的自加温状态，也即热失控状态。它是导致电池发生爆炸和燃烧的主因。艾新平进一步解释。
三个层面进行热管理
要提高电池的安全性，需从三个层面入手。一是材料层面，二是单体层面，第三个层面是系统层面。艾新平介绍，在材料层面，要重点提高材料和界面的热稳定性，降低其产热量；在单体层面，除优化电池热设计外，更重要的是发展热保护技术，如PTC电极、热关闭隔膜等；在系统层面，则需重点开展隔热设计，防止热扩展。
研究表明，在对电池系统的热分析中，磷酸铁锂的热稳定性从材料上来讲是最好的。电池的安全性首先取决于自身材料的安全性。上海交通大学特聘教授马紫峰指出，要增加电池的安全性，高能量的电池就可能需要在系统设计当中加入特定的保护装置，比如说冷却系统、防爆系统等。
