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負(fù)極指電源中電位(電勢(shì))較低的一端。在原電池中，是指起氧化作用的電極，電池反應(yīng)中寫在左邊。從物理角度來看，是電路中電子流出的一極。而負(fù)極材料，則是指電池中構(gòu)成負(fù)極的原料，目前常見的負(fù)極材料有碳負(fù)極材料、錫基負(fù)極材料、含鋰過渡金屬氮化物負(fù)極材料、合金類負(fù)極材料和納米級(jí)負(fù)極材料。
研究進(jìn)展
鋰離子電池的負(fù)極是由負(fù)極活性物質(zhì)碳材料或非碳材料、粘合劑和添加劑混合制成糊狀膠合劑均勻涂抹在銅箔兩側(cè)，經(jīng)干燥、滾壓而成。鋰離子電池能否成功地制成，關(guān)鍵在于能否制備出可逆地脫/嵌鋰離子的負(fù)極材料。
一般來說，選擇一種好的負(fù)極材料應(yīng)遵循以下原則:比能量高;相對(duì)鋰電極的電極電位低;充放電反應(yīng)可逆性好;與電解液和粘結(jié)劑的兼容性好;比表面積小(<10m2/g)，真密度高(>2.0g/cm3);嵌鋰過程中尺寸和機(jī)械穩(wěn)定性好;資源豐富，價(jià)格低廉;在空氣中穩(wěn)定、無毒副作用。目前，已實(shí)際用于鋰離子電池的負(fù)極材料一般都是碳素材料，如石墨、軟碳(如焦炭等)、硬碳等。正在探索的負(fù)極材料有氮化物、PAS、錫基氧化物、錫合金、納米負(fù)極材料，以及其他的一些金屬間化合物等。
燒結(jié)設(shè)備
全自動(dòng)氣氛保護(hù)隧道式電阻爐用于石墨負(fù)極材料的燒成。工藝簡(jiǎn)述在99.99%的氮?dú)夥毡Ｗo(hù)下對(duì)石墨進(jìn)行燒結(jié)。產(chǎn)品中含有瀝青等揮發(fā)物，不含有洗油，洗油己由定作方先期處理。燒成周期:約22小時(shí)各溫區(qū)劃分、進(jìn)氣管路、煙囪位置詳見工藝曲線圖。
市場(chǎng)
負(fù)極材料目前是以碳素為主，占鋰電池成本的30%左右，毛利率保持在15%左右。負(fù)極材料產(chǎn)業(yè)集中度極高，表現(xiàn)在區(qū)域集中和企業(yè)集中。區(qū)域看，中國(guó)和日本是全球主要產(chǎn)銷國(guó)，總量占全球負(fù)極材料產(chǎn)銷量95%以上；企業(yè)上看，日本的日立化成和吳羽化工，中國(guó)的貝特瑞和杉杉股份均為兩國(guó)龍頭企業(yè)，四家企業(yè)全球市占率在50%以上。
首先從銷量看，2013 年上半年中國(guó)負(fù)極材料實(shí)現(xiàn)銷量16,560 噸，同比增長(zhǎng)19.8%，受終端市場(chǎng)的平穩(wěn)增長(zhǎng)影響，負(fù)極材料出貨量繼續(xù)保持增長(zhǎng)。盡管出貨量同比增長(zhǎng)明顯，但由于負(fù)極材料廠家逐步增多供給過剩;下游客戶電芯廠家的市場(chǎng)份額趨于集中，負(fù)極材料企業(yè)下游買家的議價(jià)能力進(jìn)一步加強(qiáng)，導(dǎo)致價(jià)格今年繼續(xù)出現(xiàn)比較明顯的下滑，目前主流價(jià)格基本都在6-7 萬元/噸，預(yù)計(jì)未來3 年負(fù)極材料均價(jià)會(huì)繼續(xù)下行。
中國(guó)負(fù)極材料市場(chǎng)規(guī)模快速增長(zhǎng)
負(fù)極材料的發(fā)展是高比容量、高充放電效率、高循環(huán)性能和較低成本。隨著石墨資源瓜分完畢，企業(yè)間焦點(diǎn)將重新回到技術(shù)方面，重點(diǎn)將朝著高比容量、高充放電效率、高循環(huán)性能和較低成本的方向發(fā)展。其中碳材料的研究開發(fā)相當(dāng)活躍并在Si/C 摻雜和石墨改性、軟硬碳和碳納米材料方面取得了很大的進(jìn)展，其他材料的研究也為鋰離子電池負(fù)極材料提供了更多的選擇。
從反應(yīng)機(jī)理來看，可以將負(fù)極材料分為：基于嵌入式反應(yīng)機(jī)理的石墨類負(fù)極材料和鈦酸鋰 (LTO)；基于合金化反應(yīng)機(jī)理的Si 基合金；基于異相反應(yīng)機(jī)理的過渡金屬氧化物。對(duì)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑來看，最有希望產(chǎn)業(yè)化的非碳負(fù)極材料是LTO、硅合金負(fù)極材料和硅碳復(fù)合負(fù)極材料這三種。
(關(guān)鍵字：負(fù)極材料)
