在政策和市場(chǎng)的雙輪驅(qū)動(dòng)下，新能源汽車進(jìn)入高速發(fā)展的快車道。由于鋰電池具有綜合性能好、技術(shù)成熟度高及產(chǎn)業(yè)鏈布局相對(duì)完善等優(yōu)勢(shì)，成為現(xiàn)階段新能源汽車用動(dòng)力電池的最佳選擇，鋰電池行業(yè)迎來巨大的發(fā)展商機(jī)。

作為鋰電產(chǎn)業(yè)鏈的前端，眾多負(fù)極材料廠家都在積極開展研究，開發(fā)出多種負(fù)極材料，主要分為碳負(fù)極材料，包括人造石墨、天然石墨、硬碳、軟碳等；非碳負(fù)極材料，包括鈦酸鋰、錫基材料、硅基材料等。

石墨負(fù)極仍占主流

就負(fù)極材料而言，在未來的一定的時(shí)期內(nèi)，還應(yīng)以石墨類負(fù)極材料為主。一是因?yàn)樾滦拓?fù)極材料的技術(shù)與應(yīng)用還不成熟，還需要時(shí)間磨合與改進(jìn)；二是石墨類負(fù)極的價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯；三是石墨類負(fù)極材料與正極材料、電解液等其他鋰電池材料相匹配的技術(shù)較為成熟。

不過，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，負(fù)極材料廠家在立足于石墨類負(fù)極材料的同時(shí)，需加大力度盡早開發(fā)出新型負(fù)極材料，搶占先機(jī)。因?yàn)槭愗?fù)極材料的理論克容量為372mAh/g，市面上性能較好的石墨負(fù)極材料已經(jīng)能達(dá)到360mAh/g，克容量逐漸趨于極限值，不能滿足下游電芯日益增長(zhǎng)的性能要求。

目前業(yè)內(nèi)關(guān)注比較多的新型負(fù)極材料有鈦酸鋰、硬碳、硅碳復(fù)合材料等。

鈦酸鋰安全性好、循環(huán)性能突出、可快速充放電、工作溫度范圍寬(-30℃至60℃)、自放電小，但其對(duì)鋰電位高、電池制作過程中易產(chǎn)氣、電子導(dǎo)電性不好、價(jià)格也較高，而且其容量密度的短板，限制了其未來很難成為主流鋰電池負(fù)極材料。

硬碳嵌鋰容量大、價(jià)格合適、循環(huán)壽命長(zhǎng)，但存在不可逆容量大、放電電壓高、與國(guó)內(nèi)其他材料體系吻合度不是太高等問題。

理論比容量高是硅碳負(fù)極材料的最大特點(diǎn)，但也存在首次放電效率低、硅的膨脹導(dǎo)致循環(huán)性能差等缺點(diǎn)。但其容量的唯一優(yōu)勢(shì)就足以引起各大企業(yè)足夠的興趣，因?yàn)椋壳半A段的技術(shù)研究方向尚無更好的替代方案。

這幾種新型負(fù)極材料各有各的優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)，如果通過技術(shù)進(jìn)步能彌補(bǔ)這些材料的缺點(diǎn)，那這些新型負(fù)極材料都有可能主導(dǎo)或占用部分未來鋰電池負(fù)極材料市場(chǎng)。

完善石墨類存量技術(shù)

技術(shù)發(fā)展日新月異，每一種材料有其自身的特性。現(xiàn)在不是一招打遍天下無敵手的時(shí)代了，而是一個(gè)百家爭(zhēng)鳴百花齊放的時(shí)代，是一個(gè)融合的時(shí)代。做企業(yè)要踩好平衡，協(xié)同發(fā)展，既要活在當(dāng)下，又要抬頭看路，對(duì)現(xiàn)有負(fù)極材料的技術(shù)主要是盤活存量技術(shù)，滿足差異化的市場(chǎng)需求。

高能量密度人造負(fù)極材料--這類負(fù)極材料共性需求是容量高、密度大、反彈小、循環(huán)好，能夠應(yīng)用于高能量密度圓柱電池、軟包電池和動(dòng)力電池的需求。開發(fā)這類人造負(fù)極材料的關(guān)鍵技術(shù)在于：優(yōu)質(zhì)原料的選擇；二次顆粒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；顆粒表面修飾；超高溫石墨化、催化石墨化技術(shù)等等。

天然石墨新包覆和改性技術(shù)--天然石墨負(fù)極材料具有克容量高、加工性能好、成本低等優(yōu)點(diǎn)。未來的技術(shù)改進(jìn)重點(diǎn)是進(jìn)一步改善安全性能、低溫性能及提升循環(huán)壽命。天然石墨的改善思路是實(shí)現(xiàn)顆粒表面的均勻包覆、降低包覆層的厚度和電化學(xué)阻抗。包覆方式的選擇和包覆材質(zhì)的優(yōu)化；需要一些理論上和工程上的技術(shù)突破，否則，難以解決天然石墨在動(dòng)力電池方面的應(yīng)用現(xiàn)狀。

高倍率負(fù)極材料--采用各向同性前驅(qū)體作為原料，開發(fā)一種小粒徑人造石墨負(fù)極材料。這種負(fù)極材料倍率性能好、循環(huán)性能較佳，能夠應(yīng)用于HEV電池、汽車啟停電池、電動(dòng)工具電池、航模電池。開發(fā)這種小粒徑人造石墨的關(guān)鍵技術(shù)在于：優(yōu)質(zhì)原料的選擇；粒徑和比表面積的控制；顆粒球形化處理。

軟碳負(fù)極材料--軟碳屬于無定形碳，微觀有序而宏觀無序，晶粒尺寸小，晶面間距大，非常適合鋰離子的快速脫嵌。軟碳的電化學(xué)阻抗較小，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，具有良好的高低溫性能、倍率性能及循環(huán)性能。軟碳的缺點(diǎn)是克容量較低、壓實(shí)密度較低，且沒有明顯的充放電平臺(tái)，因此軟碳的能量密度不高。由于軟碳具備上述特性，它一般作為負(fù)極材料添加劑使用，用于改善低溫性能、倍率性能或者循環(huán)性能；由于低溫性能、倍率性能和循環(huán)性能極佳，它也可以單獨(dú)作為負(fù)極材料使用，應(yīng)用于某些特殊項(xiàng)目，如汽車啟停電池。

業(yè)內(nèi)需要進(jìn)一步提升軟碳的克容量、首次效率，同時(shí)維持軟碳本身的優(yōu)點(diǎn)。其關(guān)鍵技術(shù)是：優(yōu)質(zhì)原料的選擇；熱處理技術(shù)；顆粒粒徑及形貌設(shè)計(jì)。

硅碳復(fù)合材料--針對(duì)未來高容量密度的負(fù)極材料，目前硅碳是最有可能產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)，采用納米硅作為原料，碳源包括樹脂、瀝青、活性炭或者其它高分子材料，開發(fā)一種具有核-殼結(jié)構(gòu)特征的硅碳復(fù)合材料。

這種硅碳復(fù)合材料克容量遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)石墨負(fù)極材料，循環(huán)性能及其他電化學(xué)性能夠滿足現(xiàn)有下游客戶的要求。開發(fā)硅碳復(fù)合材料的關(guān)鍵點(diǎn)在于：硅碳復(fù)合技術(shù)、產(chǎn)業(yè)化成本以及硅碳材料在鋰電池的應(yīng)用技術(shù)，相信在不久的將來我們看到硅碳負(fù)極材料在鋰電池行業(yè)的大范圍應(yīng)用。

掌握未來話語權(quán)

在鋰電池行業(yè)飛速發(fā)展期，負(fù)極材料企業(yè)如何快速推出新產(chǎn)品及縮短產(chǎn)品的評(píng)估時(shí)間、開發(fā)成本是關(guān)鍵。業(yè)內(nèi)需不斷強(qiáng)化產(chǎn)品檢測(cè)和電池評(píng)估體系研究，優(yōu)化評(píng)估方式和不斷采納新的評(píng)估技術(shù)。

首先，需要建立完善的材料評(píng)價(jià)體系，不僅可以評(píng)價(jià)材料的物理性能指標(biāo)，還要可以評(píng)估各種負(fù)極材料的應(yīng)用特性研究和電化學(xué)性能，包括材料的分散特性、吸液特性、壓實(shí)反彈特性、材料的反彈率、材料克容量的發(fā)揮、材料與電解液的兼容性等電池基礎(chǔ)性能，同時(shí)可以評(píng)估材料的電化學(xué)阻抗、高低溫放電性能、材料的容量保持率、恢復(fù)率特性、材料的長(zhǎng)壽命循環(huán)特性等。

其次，在材料檢測(cè)方面，通過SEM、XRD、EIS、XPS等先進(jìn)的測(cè)試設(shè)備，可深入全面地了解材料的各項(xiàng)特性；同時(shí)，不斷找尋和應(yīng)用更加先進(jìn)的檢測(cè)儀器，如等離子切割、XPS等高新設(shè)備，為材料的檢測(cè)評(píng)估和產(chǎn)品開發(fā)服務(wù)。

總的來說，負(fù)極材料作為鋰電產(chǎn)業(yè)鏈的一環(huán)，發(fā)展取決于產(chǎn)業(yè)鏈的生態(tài)圈，尤其是新型負(fù)極材料。就目前來說，由于高性價(jià)比，石墨類負(fù)極材料在未來5-10年仍占據(jù)市場(chǎng)主流，而新型負(fù)極材料還處于研發(fā)導(dǎo)入期，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程不斷加快，這就要求我們能夠預(yù)見市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，做好技術(shù)儲(chǔ)備，滿足市場(chǎng)的持續(xù)需求。

誰不抓好目前鋰電池快速發(fā)展的主流市場(chǎng)，誰就活不過今天，誰不能盡早開發(fā)出新型的鋰電池負(fù)極材料，誰就失去未來。