負極材料：國內(nèi)技術(shù)成熟，鈦酸鋰發(fā)展前景廣

　　鋰電池負極材料國內(nèi)技術(shù)成熟，碳材料種類繁多。作為鋰電池的四大關(guān)鍵材料之一，負極材料技術(shù)與市場均較為成熟，成本比重最低，在5-10%左右?，F(xiàn)階段負極材料研究的主要方向如下：石墨化碳材料、無定型碳材料、氮化物、硅基材料、錫基材料、新型合金和其他材料。

　　石墨產(chǎn)品主導(dǎo)天下。負極材料主要由碳素材料為主，包括天然石墨、人造石墨、石墨化中間碳微球。據(jù)統(tǒng)計，2012年中國負極材料出貨量為27650噸，其中天然石墨出貨量占比59%，人造石墨30%，石墨化中間碳微球8%。在全球，石墨類負極材料占總出貨量的90%，在負極材料中處于絕對主流的優(yōu)勢。

　　天然石墨具有性價比高，加工性能好等特點。我國石墨礦資源豐富，成本較低，但是天然石墨也有一些缺陷，吸液性差，分子中不存在交聯(lián)的sp3結(jié)構(gòu)，墨片分子容易發(fā)生平移，從而導(dǎo)致石墨負極材料的循環(huán)性能差。天然石墨負極材料主要用于消費類電子產(chǎn)品。

　　人造石墨因其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，循環(huán)壽命長等高性能，有取代天然石墨的趨勢。人造石墨通過對原始材料進行表面改性和結(jié)構(gòu)調(diào)整，使其部分無序化或者在各類材料中形成納米級的孔、洞和通道等結(jié)構(gòu)，加大鋰離子嵌入和脫嵌反應(yīng)，因此具有高壓實、高容量、長壽命等優(yōu)勢。人造石墨主要作為動力電池的負極材料。

　　中間相碳微球綜合性能好，循環(huán)壽命長。中間相碳微球是球形結(jié)構(gòu)，堆積密度高，單位體積嵌鋰容量比較大，而且小球具有片層狀結(jié)構(gòu)，有利于鋰離子的嵌入和脫嵌。700℃熱處理的中間相碳微球充電容量可達1190mAh/g，放電容量大750mAh/g，遠超過石墨的理論放電容量(372mAh/g)。

　　鈦酸鋰是安全性最高的負極材料，在充放電循環(huán)中保持“零應(yīng)變性”。零應(yīng)變性是鈦酸鋰嵌入和脫嵌鋰離子晶格常數(shù)和體積變化很小，能夠有效避免由于電極材料的來回伸縮導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞，從而大大提高電極的循環(huán)次數(shù)。另外，鈦酸鋰的電勢比純金屬鋰的高，不易產(chǎn)生晶枝，為保障鋰電池的安全提供了基礎(chǔ)，但是鈦酸鋰的比容量比其他負極材料低很多，容量為175mAh/g，作為電池材料其振實密度比較低，單位體積容量較小。

　　硅碳(Si-C)復(fù)合材料適合做高容量電池的負極材料。硅具有非常高的理論比容量和較低的嵌入和脫嵌鋰電位。硅碳復(fù)合材料采用高比容量的硅為主要活性體，采用體積效應(yīng)小、循環(huán)穩(wěn)定性好的碳為載體，合成新型的硅/碳復(fù)合材料，能夠有效避免硅在充放電過程中由于體積過度膨脹而粉化，但是硅碳復(fù)合材料同時也有一些劣勢，其安全性以及倍率性能較差，當電流密度稍大些時，容量下降很明顯。

　　負極材料集中度高，日本向中國產(chǎn)能轉(zhuǎn)移比較明顯。目前負極材料以碳素材料為主，占鋰電池成本較低，在國內(nèi)基本全面實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。負極材料產(chǎn)業(yè)集中度高，從企業(yè)來看，全球前四大企業(yè)：日立化學、深圳貝特瑞、JFE、三菱化學，市場份額合計占比為78%，負極材料表現(xiàn)出高度集中化。從區(qū)域看，中國和日本是全球主要的產(chǎn)銷國。從車用動力鋰電池企業(yè)負極供應(yīng)體系來看，目前動力電池企業(yè)采購負極主要來自于日本企業(yè)。近幾年，隨著中國生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高，中國又是負極材料原料的主要產(chǎn)地，鋰電負極產(chǎn)業(yè)不斷向中國轉(zhuǎn)移，市場占有率不斷提高。

　　國內(nèi)負極材料行業(yè)產(chǎn)能快速增長。受平板電腦、超級本、電動自行車、新能源汽車以及儲能等終端市場需求帶動，鋰電池產(chǎn)量將保持平穩(wěn)增長，2013年上半年中國負極材料實現(xiàn)銷量16560噸，相比于2012年上半年增長19.8%。由于在鋰電池四大材料中，國內(nèi)負極材料相關(guān)技術(shù)發(fā)展最為成熟，國內(nèi)產(chǎn)能較大，但受產(chǎn)能相對過剩的影響，負極材料的價格近幾年呈現(xiàn)下降的趨勢。

　　負極材料未來發(fā)展的趨勢：以提高容量和循環(huán)穩(wěn)定性為目標。作為鋰電池四大關(guān)鍵材料之一，負極材料決定了鋰電池的性能，如充放電效率、循環(huán)壽命等等。常規(guī)石墨負極材料的倍率性能已經(jīng)難以滿足鋰電池下游產(chǎn)品的需求。在動力電池方面，碳酸鋰可能是新的發(fā)展方向;在消費類電子產(chǎn)品方面，需要提高電池的能量密度，以硅-碳(Si-C)復(fù)合材料為代表的新型高容量負極材料是未來發(fā)展趨勢。