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2018年锂离子电池负极材料行业分析报告

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2018年锂离子电池负极材料行业分析报告

2018年1月 目 录

一、行业管理 ...................................................................................... 5

1、行业主管部门 .................................................................................................... 5

2、行业监管体制 .................................................................................................... 5

3、行业主要法律法规和政策 ................................................................................ 5

（1）电池与电池材料行业相关法律法规和措施 ............................................................. 5

（2）终端应用相关政策措施 ............................................................................................. 7

二、锂离子电池与负极材料简介 ...................................................... 10

1、锂离子电池简介 .............................................................................................. 10

2、锂离子电池负极材料简介 .............................................................................. 12

三、下游行业：锂离子电池行业分析 .............................................. 13

1、全球锂离子电池行业高速发展 ...................................................................... 14

2、中国锂离子电池行业影响力日益加强 .......................................................... 14

3、国内锂离子电池产业结构分析 ...................................................................... 16

（1）动力电池异军突起 ................................................................................................... 16

①产业导入期（2009-2013年） ................................................................................ 16

②快速增长期（2014年至今） .................................................................................. 17

（2）消费电池为最大应用领域 ....................................................................................... 19

（3）储能电池尚待发力 ................................................................................................... 20

4、区域分布：广东及周边区域先发优势明显 .................................................. 21

四、锂离子电池负极材料行业分析 .................................................. 23

1、负极材料产量保持快速增长 .......................................................................... 23

2、石墨类负极材料占据主导地位，人造石墨上升较快 .................................. 24

3、华南、华东区域为主要聚集地 ...................................................................... 26

五、行业竞争格局 ............................................................................ 27

1、产能集中度持续提高 ...................................................................................... 27

2、地域集群正在形成 .......................................................................................... 28 六、进入行业的壁垒 ........................................................................ 29

1、客户壁垒 .......................................................................................................... 29

2、资金壁垒 .......................................................................................................... 29

3、技术壁垒 .......................................................................................................... 30

4、规模壁垒 .......................................................................................................... 30

七、市场供求和竞争状况 ................................................................. 31

1、人造石墨负极材料当前的市场供求情况 ...................................................... 31

（1）产销率 ....................................................................................................................... 31

（2）毛利率 ....................................................................................................................... 32

（3）新能源汽车补贴政策调整的影响 ........................................................................... 32

2、企业销售情况 .................................................................................................. 33

3、市场容量及未来增长趋势 .............................................................................. 33

八、行业主要企业简况 ..................................................................... 34

1、贝特瑞 .............................................................................................................. 34

2、上海杉杉 .......................................................................................................... 35

3、江西紫宸 .......................................................................................................... 35

4、深圳斯诺 .......................................................................................................... 36

5、星城石墨 .......................................................................................................... 36

6、翔丰华 .............................................................................................................. 36

7、正拓能源 .......................................................................................................... 37

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锂离子电池的现状研究

锂离子电池的现状研究

锂离子电池的现状研究

摘要：电池是储存有电解质溶液以及金属电极的容器，该容器可以实现能量的转化从而输出电能。锂离子电池作为当前储能技术领域中重要储能技术手段，随着技术的发展，其在越来越多的场景实现了技术应用,本文通过对锂离子电池发展现状开展探究，以期为相关的研究人士提供可参考的价值。

关键词：电池；锂离子电池；储能技术

一、锂电池综述

电池是储存有电解质溶液以及金属电极的容器，该容器可以实现能量的转化，从而输出电能。按照内部反应类型的不同，电池可以分为物理电池、化学电池以及生物电池。按照充电与否又可以将电池分为一次电池和二次电池。一次电池又称为不可充电电池，而二次电池又名充电电池，二次电池可以在电池放电后通过充电的方式实现电池的循环使用，该类电池包含有铅酸电池、锂离子电池、镍氢电池，当前在二次电池的应用上以锂离子电池为主。

按照锂离子电池的外包装不同，可以将其分为圆柱、方形以及软包这几个类型，其中前两种类型的锂离子电池在外壳材料的选用上以硬质的材料为主，因此在硬度表现上表现为硬包装。与之相反，软包锂离子电池则采用的是铝塑膜形态的软性包装，在常见的软包电池中单片电池通过运用铝塑膜进行密封可以对内部的电解质起到很好的保护作用，在应用的领域中，当前锂离子主要以三种形式存在，一种是消费用电池，一种是储能用电池，另一种则是动力用电池。在工艺的划分上，按照生产的位置不同，锂电池可以分为前端生产工艺、中端生活工艺以及后端生产工艺。

我们可以将锂离子电池分为两部分，一部分为正极，在正极中的连接材料通常为铝箔。在电池的中间部分为聚合物隔膜，该隔膜可以将正极与负极做好隔断，这样的隔断可以在阻断e-通过的同时保证Li+的正常通行。另一部分为电池的负极，负极的材质主要是石墨，与正极连接材料不同，负极材料通常为铜箔。电池的电解质存在于电池的顶端与末端，在外壳的材质的选用上，电池多采用硬质外壳。

不同状态下的锂离子电池其Li+运动轨迹存在有本质上的区别，充电时，Li+由正极出发通过中间的隔膜最终完成向负极的移动；放电时， Li+则是从负极出发通过中间的隔膜最终完成向正极的移动。之所以人们将该类电池命名为锂离子电池，其根本原因也是由于电池的充放电完全由锂离子的移动完成

锂电池负极材料的失效机制分析

锂电池负极材料的失效机制分析

锂电池负极材料的失效机制分析

最常⽤的锂离⼦电池负极材料主要包括天然/⼈造⽯墨、中间相炭微球（MCMB） 、钛酸锂、硅基负极、硬碳

材料/软碳材料（HC/SC） 、⾦属锂等，其微观形貌、晶体结构和组成成分对锂离⼦电池性能有较⼤影响。

理想的锂离⼦电池负极材料应具备以下特征：① Li+在负极材料基体中插⼊的氧化还原电位应尽可能低，接近⾦属锂的沉积电位，从⽽使电池的输⼊电压

⾼。② 负极应⽐正极具有更⼤的⼏何尺⼨，以防⽌在负极末端边缘沉积锂。

③ 负极材料应具有良好的表⾯结构，并在整个电压范围内具有较好的化学稳定性，能够与液体电解质形成良

好的SEI 膜，且形成的 SEI 膜不易与电解质等发⽣反应。④ 具有较⾼的电⼦电导率和离⼦电导率，以减少极化并能进⾏⼤电流充放电。

⑤ 具有⾼的电极表⾯积，缩短Li+在⽯墨颗粒之间的扩散路径，有助于快速充放电和提⾼电池容量。

然⽽，当负极材料采⽤ BET（Brunauer、Emmett 和 Teller）⽅法制备时，减⼩活性物质粒径会增⼤⽐表⾯

积，从⽽导致不可逆容量损失增⼤。

在锂离⼦电池循环充放电过程中，负极材料失效主要由活性物质失效和界⾯反应失效等多种失效机制造成。

负极材料失效或⽼化后，⽯墨颗粒发⽣破裂及粉化，致使 Li+的扩散阻⼒增加，导致倍率性能较差，⽽快速充

电时 Li+则易在⽯墨表⾯沉积形成锂枝晶，进⽽引发严重的安全隐患。本节以负极材料的两种失效机制为切⼊

点，详细阐明和分析锂离⼦电池负极材料失效机制，同时也为缓解负极材料失效提供⼀些改善措施。

1. 活性物质失效

以⽯墨为负极的锂离⼦电池，在 Li+嵌⼊和脱出过程中，⽯墨体积效应变化不明显（视材料⽽

定，通常在 10%或更⼩），所以Li+脱嵌对其可逆性影响较⼩。然⽽，⽯墨晶体结构的变化会产

⽣缺陷和机械应⼒，在缺陷和应⼒集中的条件下，可能会破坏晶体结构或形成微裂纹。随着⽯

墨与电解液之间界⾯反应的发⽣，在⽯墨中会形成溶剂共插层，导致⽯墨层出现破裂和脱落；

锂离子电池的现状及发展趋势

锂离子电池的现状及发展趋势

锂离子电池的现状与发展趋势

新能源技术被公认为21 世纪的高新技术,电池行业作为新能源领域的重要组成部分，已成为全球经济发展的一个新热点。目前锂离子电池已经作为一种重要的能量源被人们大范围的使用，无论是在电子通讯领域，还是在交通运输领域等，它都担当着极为重要的角色，有着广泛的应用前景。

锂离子电池是一种二次电池，是在锂电池的基础上发展起来的一种新型电池,它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。自20世纪70年代以来，以金属锂为负极的各种高比能量锂原电池分别问世，并得以广泛应用。

锂离子电池工作电压高、比能量高、容量大、自放电小、循环性好、使用寿命长、重量轻、体积小，是现代高性能电池的代表，是移动电话、笔记本电脑等便携式电子设备的理想电源，并有望成为未来电动汽车、无绳电动工具等的主要动力来源之一。

我国锂离子电池产业发展历史不长，但发展很快，2012年我国锂离子电池的总产量达41.8亿只。在国际锂离子电池市场上，中国、日本和韩国形成了三足鼎立的态势，但总体而言，我国锂离子电池产业在技术先进程度和市场竞争力方面和日本、韩国还有较大差距。我国锂离子电池产业的技术发展是从模仿国外成熟技术开始的，在此过程中，工艺创新是我国锂离子电池产业早期发展的主要成绩，最近几年，随着技术创新投入不断加大，我国锂离子电池产业在技术创新方面发展很快，并形成了基本的产业核心竞争力，在某些领域积累了一定的技术优势。

锂离子电池材料的研究现状及发展趋势

锂离子电池的主要构造有正极、负极、能传导锂离子的电解质以及把正负极隔开的隔离膜。锂离子电池的电化学性能主要取决于所用电极材料和电介质材料的结构与性能，尤其是电极材料的选择和质量直接决定着锂离子电池的特性和价格。

目前锂离子电池正极材料的研究主要集中于钴酸锂、镍酸锂等，同时，一些新型正极材料（如Li-Mn-O系材料、导电高聚物）的兴起也为锂离子电池正极材料的发展注入了新的活力，寻找开发具有高电压、高比容量和良好循环性能的锂离子二次电池正极材料新体系是该领域的重要研究内容。目前，锂离子电池的正极材料仍为LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4等过渡金属氧化物及其复合材料，2005-2010年，高能量密度的聚合物正极材料和有机硫化物、无机硫化物成为锂离子电池的新一代正极材料。锂离子电池的负极材料主要有碳材料、锂金属合金、金属氧化物、金属氮化物、纳米硅等，其中碳材料是目前商业应用的主要负极材料，而锂金属合金、纳米硅已成为研发热点。锂离子电池的电解质材料目前主要是用液态电解其溶剂为无水有机物，多数采用混合溶剂，如EC-DMC和PC-DMC等，LiPF6是应用最为普遍的导电盐。

锂电池行业发展现状及前景预测分析

锂电池行业发展现状及前景预测分析

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锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。锂电池主要应用于笔记型计算机、行动电话、PDA、摄录像机、携带式光盘等电子产品上，其中以笔记型计算机、行动电话为最大应用产品。电子、信息及通讯等3C产品均朝向无线化、可携带化方向发展，对于产品的各项高性能组件也往“轻、薄、短、小”的目标迈进，而锂电池是最佳的电源供应来源。

目前锂电池已逐步向电动自行车、电动汽车等领域拓展。全球锂电池需求量随着应用领域的不断扩展而逐年递增。

我国锂电产业化始于1997年后期，走过了一条从引进学习到自主研发的产业化道路。进入2001年以后，随着深圳比亚迪、邦凯电池等锂离子电池企业的迅速崛起，中国的锂电产业开始进入快速成长阶段。目前，中国是世界最大的锂电池生产制造基地、第二大锂电池生产国和出口国。

前瞻产业研究院数据显示：2011年，我国累计生产锂离子电池29.66亿只，出口量为12.43亿只，出口金额为42.68亿美元。2012年1-11月，我国累计生产锂离子电池达38.02亿只。

许多中国企业已经加大了各种资源的投入，例如增加自动化或者半自动化设备，生产模式由劳动密集型向半自动化和自动化转型，开发自主创新的工艺技术，进一步完善质量体系，通过提升产品品质和劳动生产率，向高端市场和高端产品发展，已经成为当今中国锂电产业的发展趋势。

低碳经济时代，我国在新能源及节能减排方面取得了快速发展，锂电池由于具有较高的能量及更具有环保性，已经开始全面取代传统的铅酸、镍氢和镍镉电池，成为21世纪最重要的储能元件，其发展的技术水平快慢将直接影响整个新能源产业的发展速度和质量。随着一系列新能源汽车扶持政策即将出台，中国新能源汽车在“十二五”期间将快速发展，届时将带动锂电池行业快速增长，并向人造卫星、航空航天和储能方面拓展。同时，随着HEV混合动力汽车、3G手机和其它电动工具的发展，国内锂电池市场份额将快速增长，国内锂电池企业拥有巨大的市场增长空间。