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 電池正極材料是鋰電池的關(guān)鍵原材料之一。在鋰電池充放電環(huán)節(jié)中，負(fù)級(jí)做為媒介承擔(dān)存儲(chǔ)并釋放出來(lái)鋰離子電池并使電流量從外電路根據(jù)。電池正極材料占鋰離子電池原材料成本的5%～15%，三元電芯的電池正極材料成本占比約7%。


新式電池正極材料有硅基負(fù)級(jí)和硬碳等，硅基負(fù)級(jí)配搭高鎳三元電池正極材料變成將來(lái)高檔長(zhǎng)續(xù)航鋰離子電池發(fā)展趨向。1)硅 基電池正極材料關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)是極高基礎(chǔ)理論比容量(4200mAh/g)、低脫嵌鋰電池位(0.3V-0.5V)、硅資源儲(chǔ)量豐富多彩、成本低 等;主要缺點(diǎn)是低電導(dǎo)率和容易體積膨脹。為了解決以上缺陷，現(xiàn)階段主要通過夾雜碳系高純石墨和改性材料的方法去提升材料性能，比如硅氧復(fù)合材質(zhì)和硅碳復(fù)合材料。除提升材料性能外，充電電池管理體系優(yōu)化路徑還在研究中。2)硬碳的可逆性汽化熱 量比較高(500~700mAh/g)，并擁有極佳的超低溫倍率性能和出色的錳酸鋰電池兼容模式，是最具有潛力的電池正極材料之一。

鋰電池四大主要材料之一：電池正極材料

電池正極材料是鋰電池四大關(guān)鍵原材料之一。鋰電池負(fù)極主要是由負(fù)級(jí)活性成分碳材料或者非碳材料、膠水和添加物混和做成，擦抹于銅泊的兩側(cè)，后復(fù)干躁、擠壓成型等工序生產(chǎn)加工進(jìn)行。在鋰電池充放電環(huán)節(jié)中，受電級(jí)電壓作用，正 極里的鋰離子電池產(chǎn)生“置入”和“脫嵌”電化學(xué)腐蝕，負(fù)級(jí)做為媒介承擔(dān)存儲(chǔ)并釋放出來(lái)鋰離子電池并使電流量從外電路根據(jù)。

電池正極材料歸類及全產(chǎn)業(yè)鏈

鋰電池負(fù)極主要分碳材料和非碳材料兩類。人造石墨和天然石墨是當(dāng)前最主流的兩大高純石墨類碳材料負(fù)級(jí)，復(fù)合型高純石墨與中間相碳納米粒子通過摻 雜改性材料和化學(xué)物質(zhì)解決生產(chǎn)加工做成;無(wú)定形碳和碳納米材料石墨烯材料也同為碳材料負(fù)級(jí)。非碳材料包含硅基、鈦基、錫基、氮化合物和金屬鋰，這種新 型負(fù)級(jí)至今仍處產(chǎn)品研發(fā)或較小規(guī)模生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，并未完成商業(yè)化的。


電池正極材料核心指標(biāo)比照。電池正極材料對(duì)鋰電池容積、比能量、充電效率、循環(huán)壽命、安全系數(shù)等核心指標(biāo)均造成直接關(guān)系。天然石墨和人造石墨成本較低、生產(chǎn)工藝和基礎(chǔ)設(shè)施健全、高純石墨類原材料可靠性比較高，占有負(fù)級(jí)市場(chǎng)主導(dǎo)地位。但是由于天然石墨和人造石墨克容量已運(yùn)用至原材料基礎(chǔ)理論極限值， 因而以硅基負(fù)級(jí)為主體的高容新式電池正極材料正成為最主要的研究和發(fā)展前景。

電池正極材料競(jìng)爭(zhēng)格局：行業(yè)龍頭首先合理布局新式電池正極材料、二線公司市場(chǎng)份額提高

鋰電池負(fù)級(jí)行業(yè)集中度高，行業(yè)龍頭首先研發(fā)生產(chǎn)新式電池正極材料;第二梯隊(duì) 生產(chǎn)商主攻人工合成石墨負(fù)極，公司市場(chǎng)占有率穩(wěn)步增長(zhǎng)。中國(guó)一線電池正極材料公司市 場(chǎng)市場(chǎng)占有率比較集中化，CR3和CR5各自做到45%和65%。負(fù)級(jí)行業(yè)龍頭奧斯 瑞、杉杉股份、璞泰來(lái)憑著公司研發(fā)生產(chǎn)優(yōu)點(diǎn)，領(lǐng)先新式電池正極材料跑道。

電池正極材料公司下游客戶。在新能源汽車動(dòng)力電池、動(dòng)力電池和消費(fèi)電池的需要帶動(dòng)下，電池企業(yè)對(duì)電池正極材料供不應(yīng)求。中國(guó)負(fù)級(jí)行業(yè)龍頭與世界各國(guó)高品質(zhì)電池廠商協(xié)作密切，深層關(guān)聯(lián)下游客戶。

電池正極材料產(chǎn)業(yè)鏈迅猛發(fā)展，銷售量逐漸拉漲。中國(guó)電池正極材料市場(chǎng)容量快速擴(kuò)張，銷售量逐漸拉漲。據(jù)高工鋰電統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2021年我國(guó)電池正極材料銷售量大約為72 萬(wàn)噸級(jí)，同增94.6%，為近幾年來(lái)最大增長(zhǎng)速度。


新式電池正極材料技術(shù)性與未來(lái)。鋰離子電池邁進(jìn)硅基負(fù)級(jí)時(shí)期。鋰離子電池中下游對(duì)高能量密度、長(zhǎng)續(xù)航、快速充電等性能測(cè)試方案提高，硅基負(fù)級(jí)的極高比容量將推動(dòng)電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航邁進(jìn)新的里程碑。現(xiàn)階段領(lǐng)域正向著高鎳正級(jí)配搭硅基負(fù)級(jí)的技術(shù)體系邁入，綜合性提高了鋰電池能量密度、綠色環(huán)保性及安全系數(shù)。

新式電池正極材料：硅基負(fù)級(jí)介紹及發(fā)展路線。硅基負(fù)極材料關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)在于其極高基礎(chǔ)理論比容量 (4200mAh/g)、低脫嵌鋰電池位(0.3V-0.5V) 、硅資源儲(chǔ)量豐富多彩、成本低、對(duì)綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。光伏材料的低導(dǎo)電率和容易體積膨脹問題，是當(dāng)前硅基負(fù)極材料所面臨的關(guān)鍵考驗(yàn)。

硅基負(fù)極材料技術(shù)優(yōu)化線路。根據(jù)對(duì)材料設(shè)計(jì)和充電電池管理體系兩個(gè)方面進(jìn)行調(diào)整，硅基負(fù)級(jí)特性將進(jìn)一步提高，慢慢做到產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)范。原材料提升層面，光伏材料納米化增強(qiáng)了硅的比表面，緩沖材料體積膨脹造成的壓力，進(jìn)而保持充電放電后活性材料的完好性;與此同時(shí)縮 短鋰離子電池的擴(kuò)散距離，提升離子遷移率，有益于提高倍率性能。表層覆蓋、構(gòu)建內(nèi)腔、細(xì)晶強(qiáng)化都有效的克服了硅體積膨脹問題。硅基負(fù)級(jí)復(fù)合型改性材料提高了硅的導(dǎo)電率并提升原材料沖擊韌性，保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，進(jìn)而提高循環(huán)系統(tǒng)可靠性。

硅基負(fù)極材料制備工藝。硅碳負(fù)極和硅氧負(fù)級(jí)融合了硅、碳的雙向原材料優(yōu)點(diǎn)，其特點(diǎn)為高克容量、高導(dǎo)電性、低澎漲、循環(huán)系統(tǒng)平穩(wěn)。光伏材料克服了碳材料克容量限制難題。碳材料導(dǎo)電率極強(qiáng)，二種原材料復(fù)合型提升了硅負(fù)極的電導(dǎo)率。碳材料在循環(huán)過程中容積變 化低于10%，抑止了光伏材料體積膨脹的缺陷，充分保證電級(jí)結(jié)構(gòu)和電池的循環(huán)系統(tǒng)可靠性。

負(fù)級(jí)公司加速合理布局硅基負(fù)級(jí)。硅基負(fù)極材料配搭高鎳三元材料充電電池管理體系正成為將來(lái)高檔長(zhǎng)續(xù)航鋰離子電池發(fā)展趨向，負(fù)級(jí)生產(chǎn)商積極主動(dòng)產(chǎn)品研發(fā)并合理布局硅基負(fù)極材料，以適應(yīng)將來(lái)市場(chǎng)的需求。負(fù)級(jí)行業(yè)龍頭貝特瑞、杉杉股份均方案基本建設(shè)萬(wàn)多噸硅基負(fù)級(jí)生產(chǎn)能力產(chǎn)業(yè)基地。

特斯拉汽車4680充電電池硅基負(fù)極材料運(yùn)用。4680充電電池產(chǎn)能釋放，有希望推動(dòng)硅基負(fù)級(jí)要求。特斯拉汽車在2020年Battery Day上就公布企業(yè)將于4680充電電池中選用硅基 負(fù)級(jí)?？紤]到性能和成本費(fèi)改善的一步到位，特斯拉汽車從初始冶金工業(yè)硅自身考慮，自行設(shè)計(jì)電級(jí)里的顆粒與覆蓋方式，降低負(fù)級(jí)里的SiO層可以使充電電池保持比功率并擁有更高循環(huán)壽命。僅顆粒物覆蓋技術(shù)性一項(xiàng)就可讓車子里程數(shù)提升20%， 并把每kwh的生產(chǎn)成本降低 5%。

原標(biāo)題：鋰離子電池電池負(fù)極材料詳細(xì)介紹及行業(yè)格局