关于锂离子电池对负极材料的要求及工艺成本分析

在生活中，你可能接触过各种各样的电子产品，那么你可能并不知道它的一些组成部分，比如它可能含有的锂离子电池负极材料，那么接下来让小编带领大家一起学习锂离子电池负极材料。

负极材料是对锂离子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了锂离子电池的能量密度，是最重要的电池材料之一。 由于原料口味和产量的差异，以及石墨化程度的差异，电池工厂要压低价格变得更加困难。 通过对锂离子电池负极材料的工艺成本分析、工艺创新优化和产业链整合的解读，进一步降低成本有空间。

锂离子电池负极材料工艺成本分析

锂离子电池由四种主要材料组成：正极材料、负极材料、电解液和隔膜。负极材料用作锂离子脱嵌的载体。当然，可以作为锂离子电池负极材料的材料有很多，包括碳材料、含碳化合物和非碳材料。石墨是碳材料中应用最广泛、性能最稳定、电解液相容性更好的负极材料。

1、正极材料：锂离子电池的重要构成材料包括电解液、隔膜、正负极材料等，正极材料占比较大(正极材料的质量比为3 :1~4:1)，所以正极材料的性能直接影响锂离子电池的性能，其成本直接决定了电池的成本。

2、负极材料：目前锂离子电池负极材料的研究较多：碳材料、硅基材料、锡基材料、钛酸锂、过渡金属氧化物等，但最多的是工业化的重要应用是碳材料。其中，基于石墨的碳材料在技术上相对成熟，在安全性和循环寿命方面具有优异的性能，并且便宜且无毒。它们是比较常见的阳极材料。人造石墨通过氧化对天然石墨表面进行改性来提高石墨的电性能，是目前最常用、最常用的负极材料。

3、电解液：在锂离子电池的性能和稳定性方面，电解液一直是重中之重。锂盐是电解液制造的重点，目前锂盐几乎被几家日本公司垄断。目前，一些国内公司还声称可以生产用于锂动力锂电池的电解质或锂盐，但是是否可以批量使用它们仍在讨论中。不过，国内已经有不少上市公司在实施锂离子动力锂电池电解液的产业化。

4、隔膜：锂离子动力锂电池隔膜是一种具有纳米级微孔的高分子功能材料。它是电池的重要组成部分。将正负极隔开，具有电子绝缘性和离子传导性。同时，它还具有“热关断”的特点。隔膜的性能决定了电池的界面结构、电解液的保有量和电池的内阻，进而影响电池的容量、循环性能、充放电电流密度、安全性等关键指标，但隔膜制备的关键技术是日本大师。尽管包括部分上市公司在内的国内一些厂商正着力于研发和产业化，但距离锂动力锂电池的规模化产业化还有很长的路要走。

锂离子电池对负极材料的要求

负极材料作为锂离子电池的核心部件，在应用时通常要满足以下条件：

①嵌锂电位低且稳定，保证更高的输出电压;

②允许更多的锂离子可逆地脱嵌，具有更高的比容量;

③充放电时结构相对稳定，循环寿命长;

④高电子电导率，离子电导率和低电荷转移电阻，确保小电压极化和良好的倍率性能;

⑤能与电解质形成稳定的固体电解质膜，保证库仑效率高;

⑥环保，在材料生产和实际使用过程中不会对环境造成严重污染。

长期以来，大部分阳极生产企业都将石墨化工艺外包，且多数阳极生产企业位于广东、上海、福建等沿海省份。在这些地区建设石墨化基地的电费成本太高，所以阳极厂家更多希望将石墨化外包给电价较低的内陆省份的炭素厂。近年来，为了降低成本，控制产业链上下游，负极厂商开始建设或采购石墨化基地，不再依赖外源。

相信通过阅读上面的内容，大家对锂离子电池负极材料有了初步的了解，同时也希望大家在学习过程中，做好总结，这样才能不断提升自己的设计水平。