负极碳包覆行业报告（36页）

行业报告下载 2023年02月13日 07:14 管理员

根据已有文献且结合负极上市公司实际披露数据，可得出天然石墨添加量在8%左右，人造石墨在11%；根据贝特瑞专利口径，硅基负极预计在 20%；钠电硬碳负极预计在1-30%。文献口径：按照已有文献数据，天然石墨最佳添加量范围在5%-11%之间，均值为8%；人造石墨最佳添加量范围在6%-15%之间，均值为 11%；此外，根据负极龙头贝特瑞的专利看，硅基负极的添加比例预计在20%，钠电硬碳负极预计在1-30%。公司口径：紫宸主打高端人造石墨添加量高，在13%左右；杉杉定位中高端，添加量在10%左右；凯金及翔丰华定位中低端，添加量在5%左右。从工艺角度探究各材料添加量不同的核心原因：主要在于不同产品制备工艺中包覆材料添加次数的不同。天然石墨：天然石墨制备原料直接来自于天然鳞片制备的球化石墨，成本低，工艺相对简单。天然石墨在“改性处理”一步加入负极包覆材料进行改性，因此包覆材料添加所需环节更少，添加量相对更低。同时天然石墨主打性价比，对于包覆材料的需求较低。人造石墨：人造石墨综合性能好，但成本高，生产工艺主要分为破碎、造粒、石墨化、包覆碳化。人造石墨通常在“造粒”以及“表面改性”两步加入负极包覆材料进行造粒以及改性（路线一），且部分工艺（路线二）会在“打散混合”步骤中再次加入负极包覆材料并额外进行一步“炭化”之后进入“筛分”步骤。同时人造石墨更加注重高综合性能，因此需要更多负极包覆材料实现材料的高品质，导致人造石墨包覆材料添加量高于天然石墨。

硅基负极类似人造石墨，对于产品性能高要求，因此需要更多负极包覆材料提升性能；同时制备工艺中包覆材料添加次数相对更多，因此其碳包覆添加量较高。硅碳负极：硅碳负极制备需要研磨、配料、筛选、石墨化等流程，包覆材料需要在配料过程中通过采用一步包覆造粒技术将纳米硅与碳源按比例混合，以形成复合浆料。其中包覆结构是在活性物质硅表面包覆碳层，缓解硅的体积效应，增强其导电性。目前硅碳负极结构类型主要分为单层核壳结构，多层核壳结构及夹层结构、嵌入结构；其主要制备工艺为溶胶 - 凝胶法、高温热解法、水热法、化学气相沉积法、机械球磨法等。单层核壳结构：以硅颗粒为核心，外围包覆一层导电碳材料，该结构可由溶胶 - 凝胶法工艺制备。多层核壳结构：多层核壳结构即通过两层及以上的碳层包覆硅颗粒，通过多种碳层之间的协同效应为复合材料提高良好的导电能力，更有效地防止硅颗粒裸露出来，该结构目前可由高温热解法制备。夹层结构：如同三明治形状一样，利用两片碳层将硅颗粒夹在中间。该结构目前可由水热法制备。嵌入结构：即硅颗粒均匀地嵌入在石墨、石墨烯、碳纳米管等连续碳基体中，目前可由机械球磨法制备，碳源主要为沥青。整体看硅碳负极目前主流制备工艺为以沥青为碳源的机械球磨法，由于硅膨胀幅度更大，导致其充放电过程中更容易电极结构损坏导致性能变差，因此需要消耗更多的碳包覆材料保证产品品质。

负极碳包覆行业报告（36页）