中國(guó)粉體網(wǎng)訊 2023年2月9-10日,，由中國(guó)粉體網(wǎng)主辦的“先進(jìn)負(fù)極材料技術(shù)與產(chǎn)業(yè)高峰論壇”于山東青島隆重召開(kāi),。會(huì)議期間，針對(duì)石墨負(fù)極材料的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)及市場(chǎng)現(xiàn)狀,，我們邀請(qǐng)到來(lái)自湖南大學(xué)的劉洪波教授做客“對(duì)話(huà)”欄目,，進(jìn)行訪(fǎng)談交流,。
劉洪波教授
中國(guó)粉體網(wǎng)：劉教授，據(jù)了解您主要從事炭石墨材料的基礎(chǔ)理論研究與應(yīng)用技術(shù)開(kāi)發(fā),。相較于非碳材料,，您認(rèn)為鋰電池負(fù)極中的碳材料有何競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)？
劉教授：鋰離子電池問(wèn)世以來(lái),，碳材料就是鋰離子電池負(fù)極材料的一個(gè)主流,。這期間也經(jīng)歷一些變化，從中間相炭微球,、人造石墨,，到天然石墨，再到人造石墨回歸,。其中也出現(xiàn)一些非碳負(fù)極材料,。而這些新的非碳材料，比如硅,，也在用碳材料來(lái)提高導(dǎo)電性等性能,。可以說(shuō)碳材料在鋰離子電池中的應(yīng)用是非常廣泛的,，包括現(xiàn)在一些正極材料也要用到碳材料進(jìn)行包覆,。
中國(guó)粉體網(wǎng)：劉教授，目前石墨負(fù)極材料的市場(chǎng)現(xiàn)狀如何,？
劉教授：石墨負(fù)極材料目前的現(xiàn)狀是中國(guó)一家獨(dú)大,。全球的出貨量中國(guó)占90%以上。
石墨負(fù)極材料已有三十多年的發(fā)展歷史,，天然石墨負(fù)極材料的占比曾遠(yuǎn)高于人造石墨負(fù)極材料,，但自2014年以來(lái)，由于動(dòng)力電池對(duì)倍率性能和循環(huán)性能的要求較高,，天然石墨負(fù)極材料的占比逐年降低,，目前已不足15%。天然石墨雖然具有成本和比容量的優(yōu)勢(shì),，但是強(qiáng)勢(shì)回歸后的人造石墨負(fù)極材料的循環(huán)性能,、安全性能、充放電倍率表現(xiàn)更為優(yōu)秀,，近年來(lái)市場(chǎng)占有率一直穩(wěn)定在80%以上,。
隨著“碳中和”“碳達(dá)峰”的提出，以人造石墨為主的負(fù)極材料企業(yè)壓力變大,，因?yàn)槭母吣芎�,、高成本�?wèn)題凸出。所以近幾年我一直呼吁“走出去”。鋰電池企業(yè)要走出去,，負(fù)極材料企業(yè)也要隨著走出去,，找一些電價(jià)相對(duì)便宜的地方建石墨化企業(yè)。
此外,，近期新能源汽車(chē)出口海運(yùn)存在一些瓶頸,。對(duì)于新能源汽車(chē)，中國(guó)目前占據(jù)很大的優(yōu)勢(shì),。如果出口受限,，這會(huì)對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)影響很大，正負(fù)極材料都會(huì)受到影響,。
中國(guó)粉體網(wǎng)：劉教授,，對(duì)于目前主流的人造石墨和天然石墨負(fù)極材料,，各自需要突破的關(guān)鍵技術(shù)有哪些,？
劉教授：天然石墨負(fù)極主要需要突破的就是循環(huán)、倍率性能,。尤其是循環(huán)性能,，到目前依然沒(méi)有很大的突破。這也是自2014年以來(lái)天然石墨負(fù)極材料產(chǎn)量增加乏力,、市場(chǎng)占比逐年下降的原因之一,。
人造石墨負(fù)極的主要問(wèn)題是石墨化。石墨化是人造石墨負(fù)極材料生產(chǎn)成本最高的工序,，占人造石墨負(fù)極材料生產(chǎn)成本的50-55%,，因此也成為目前降低石墨負(fù)極材料生產(chǎn)成本的主攻目標(biāo)。
經(jīng)過(guò)多年的努力,，石墨化的成本在下降,。但依然是高能耗、高溫的過(guò)程,。其中高溫對(duì)設(shè)備也提出了苛刻的要求,。所以企業(yè)也在研究開(kāi)發(fā)降低原材料的成本，降低石墨化的溫度,；在裝備上,，提高整爐產(chǎn)品的均勻性，進(jìn)行連續(xù)化石墨提純,，包括前段連續(xù)炭化,、連續(xù)造粒，實(shí)現(xiàn)整個(gè)負(fù)極材料制造的純連續(xù),，以此降低生產(chǎn)成本及環(huán)境污染,。
需要注意的是，高溫預(yù)炭化與石墨化聯(lián)動(dòng)可降低綜合成本,。但企業(yè)要注意市場(chǎng)的變化,，對(duì)于不具備一定實(shí)力企業(yè)不要輕易去擴(kuò)產(chǎn),。
中國(guó)粉體網(wǎng)：劉教授，您如何看待石墨負(fù)極材料的發(fā)展趨勢(shì),？
劉教授：石墨負(fù)極材料有很多的優(yōu)點(diǎn),，綜合性能是最好的，成本也是最低的,。其他負(fù)極材料,，比如硅碳，還是有降本的空間的,。但從現(xiàn)在的工藝路線(xiàn)來(lái)看,，降到石墨的成本還是有難度的。所以說(shuō)石墨負(fù)極還是有成本優(yōu)勢(shì),、性能優(yōu)勢(shì)的,。
目前主要的問(wèn)題是容量。鋰離子插入石墨層間形成LiC6的理論容量為372mAh/g,，這一理論值既為石墨負(fù)極材料的發(fā)展指明了方向,，同時(shí)也給石墨負(fù)極材料容量的進(jìn)一步提升設(shè)置了“天花板”。
對(duì)于容量,，可以進(jìn)行高容量負(fù)極材料與石墨負(fù)極材料的復(fù)合來(lái)提高,。所以，我覺(jué)得未來(lái)石墨負(fù)極不會(huì)沒(méi)有它的市場(chǎng),，它的占比仍然會(huì)比較大,。
中國(guó)粉體網(wǎng)：劉教授，最后請(qǐng)您分享一下您近年來(lái)的研究成果以及成果轉(zhuǎn)化方面的進(jìn)展情況,？
劉教授：有關(guān)成果在報(bào)告中也提到一些,，包括高容量、高倍率的工作,，以及天然石墨與硬碳復(fù)合的工作,。硬碳具有高于石墨負(fù)極材料的倍率性能，超細(xì)石墨與硬碳復(fù)合可以獲得高倍率性能的負(fù)極材料,。
最近一段時(shí)間我特別關(guān)注的是均質(zhì)化的石墨負(fù)極,。經(jīng)過(guò)一定發(fā)展歷程，理想的狀態(tài)就是每個(gè)顆粒的性能都是極一致的,，盡可能減少每個(gè)顆粒間的性能差異,。也就是從以前的摻混產(chǎn)品逐漸變成單一的產(chǎn)品。單一產(chǎn)品的綜合性能或者某一性能我要求是可調(diào)控的,，但同時(shí)又非常穩(wěn)定,。這樣對(duì)于未來(lái)安全性、電池設(shè)計(jì)、使用過(guò)程中可控性等都是比較好的,。通過(guò)一定控制,，做出理想的負(fù)極材料。當(dāng)然,，這一想法也要經(jīng)過(guò)市場(chǎng)的驗(yàn)證,。
結(jié)語(yǔ)
劉教授在報(bào)告中提到未來(lái)5-10年內(nèi)鋰離子電池負(fù)極材料仍會(huì)以石墨為主，產(chǎn)能快速擴(kuò)張的可能仍存在,，但更可能出現(xiàn)的是殘酷的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),，無(wú)研發(fā)團(tuán)隊(duì)的企業(yè)將面臨較大的危機(jī)。同時(shí),，石墨負(fù)極材料綜合性能提高的難度增大,，企業(yè)應(yīng)更多關(guān)注特色產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，從“高快長(zhǎng)低均”的角度發(fā)展新產(chǎn)品,，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,。
（中國(guó)粉體網(wǎng)采訪(fǎng)/黑金 、文字整理/黑金）
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