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负极材料对锂电池性能起决定性作用的关键材料。负极的比容量和工作电压直接决定锂电池的能量密度,是最重要的电池材料之一。虽然硅基等合金类负极已开始应用,但主流的负极材料仍然是天然和人造石墨,其中人造石墨凭借更好的循环寿命和倍率性能,渗透率在不断提升。
负极材料具备高技术壁垒。市场一直认为负极是“最简单且附加值最低”的电池材料,实际情况并非如此。人造石墨的制备需要经过“破碎、造粒、石墨化、筛分”四个大工序和十余个小工序,其中的造粒和石墨化两个环节都有很高的技术壁垒。得益于产品差异化和不透明的成本结构,盈利能力稳定。由于不同应用场景对负极的要求不同,且还需要与电解液、正极匹配,因此负极不但型号众多、价格分布也非常宽。由于原材料品味和收得率的不同以及石墨化环节的差异,负极的成本构成非常不透明,增加了电芯厂压价的难度。通过工艺创新优化和产业链整合,成本有进一步下降空间。
负极材料行业的市场集中度高,“三大五小”的竞争格局、和电芯企业之间的绑定关系都已经初步形成,绑定电芯龙头的负极企业,发展前景更佳。
人造石墨循环寿命长、倍率性能好,是主流的负极品种
负极是锂电池的主要组成部分,它是由负极活性物质、粘合剂和添加剂混合制成糊状均匀涂抹在铜箔两侧,经干燥、滚压而成。我们所谈的负极材料主要指的是负极活性物质。
天然石墨是从天然石墨矿中提炼出来的,它的颗粒外表面反应活性不均匀,晶粒粒度较大,在充放电过程中表面晶体结构容易被破坏。为了解决这些问题,一般采用碳包覆工艺对天然石墨进行改性处理。其优势是比容量大、压实密度高、成本低,缺点是循环寿命短、倍率性能差。
人造石墨是焦炭类原料经过高温石墨化处理后转化成石墨的产品。它的石墨晶粒小、石墨化程度低、结晶取向度小,在倍率性能、 循环寿命以及体积膨胀、防止电极反弹方面都好于天然石墨,比容量和压实密度和天然石墨也已经很接近,差距只有2%到3%,主要的缺点是成本高。
未完待续