负极材料行业报告：人造石墨、硅基负极（45页）

行业报告下载 2022年08月02日 07:59 管理员

负极材料是锂离子电池储存锂的主体，使锂离子在充放电过程中嵌入与脱出。负极材料一般分为碳系负极和非碳系负极，其中碳系负极可分为石墨、硬炭、软炭负极等。石墨又可分为人造石墨、天然石墨、复合石墨、中间相炭微球；非碳系负极包括钛酸锂、锡类合金负极、硅基负极等。人造石墨为当前主流负极材料，硅基负极为未来发展方向。2000年之后，三菱化学主导研发改性天然石墨，2002年贝特瑞成功将其国产化；2005年，由日立成公司和JFE化学公司主导研发的人造石墨被上海杉杉成功国产化，人造石墨凭借较高性价比成为了当下主流材料。目前人造石墨克容量已接近理论克容量，提升空间小。伴随着市场对更高克容量需求的增长，具有更高理论容量的硅基负极成为了负极材料未来的主要发展方向。人造石墨材料具有高性价比。人造石墨具备首次效率高、使用寿命较长、结构稳定、成本低等优势，经过多年发展，相关技术和配套工艺已经成熟，成为目前应用最广泛、技术最成熟的负极材料，是负极行业目前的主流路线。负极材料以人造石墨为主，占锂离子电池总成本的比例控制在10%左右，通常小于15%。其他部分如正极材料占比在40%以上，电解液为 10%～20%，隔膜为20%～30%。

硅基负极材料理论容量高，成为负极材料未来发展方向。由于石墨类负极材料克容量已经接近理论克容量，提升空间小，而硅基负极材料理论容量可高达4,000mAh/g，能够更好满足市场对更高比容量的需求，成为负极材料的主要研发方向之一，但由于相关的技术及配套技术不成熟，成本高，充放电体积变形等问题，市场化进程缓慢。人造石墨生产流程主要分为破碎、造粒、石墨化和筛分四大环节近十余个小工序。破碎是通过机械冲击、剪切及表面修饰, 最终达到粉料前驱体定型和功能化的目标；造粒是将不同粒度的原辅材料加入反应釜中，在一定温度和搅拌速率下，使其发生一次颗粒的团聚，复合成二次颗粒；石墨化是指通过高温热处理,完成材料晶格结构重排及规整化；最后的筛分主要包括依次将高温处理后的结块石墨送至破碎机打散，再进入混合机进行常温搅拌混合，然后进入超声振动筛，筛除粒度过大的颗粒物、杂物，最后把筛分后的合格产品石墨进入电除磁机中，将其中的磁性物质分离出来形成最终产品。各个企业在细分环节采取不同工艺流程，通过差异化构筑核心竞争力。在造粒流程末端中，凯金和翔丰华都会对原料进行包覆处理；凯金还会在石墨化流程之后对原料进行表面改性剂的包覆及浸渍，以达到提高电池容量、倍率性能和电池循环性并抑制电池极片膨胀率等功能性目的。石墨颗粒形貌是影响负极材料性能的因素之一，负极企业凭借负极材料技术优势，进行针对化设计满足下游厂商的需求，建立长期合作关系，从而构筑在下游市场当中的竞争力。