锂电池负极材料有哪些？2020锂电池负极材料行业发展前景及市场规模预测

我国石墨矿资源丰富，成本较低，但是天然石墨也有一些缺陷，吸液性差，分子中不存在交联的sp3结构，墨片分子容易发生平移，从而导致石墨负极材料的循环性能差。天然石墨负极材料主要用于消费类电子产品。人造石墨通过对原始材料进行表面改性和结构调整，使其部分无序化或者在各类材料中形成纳米级的孔、洞和通道等结构，加大锂离子嵌入和脱嵌反应，因此具有高压实、高容量、长寿命等优势。人造石墨主要作为动力电池的负极材料。目前中国负极材料出货量达3万多吨，其中天然石墨出货量占比59%，人造石墨30%，石墨化中间碳微球8%。在全球，石墨类负极材料占总出货量的90%，在负极材料中处于绝对主流的优势。

中国锂电池负极材料市场现状

天然石墨负极材料主要用于消费类电子产品。人造石墨通过对原始材料进行表面改性和结构调整，使其部分无序化或者在各类材料中形成纳米级的孔、洞和通道等结构，加大锂离子嵌入和脱嵌反应，因此具有高压实、高容量、长寿命等优势。人造石墨主要作为动力电池的负极材料。

2017年中国锂电池市场同比增长27%，达80.5GWh，带动中国锂电池负极材料市场产量同比增长23.7%，达14.6万吨。从调研数据及新能源汽车发展趋势来看，2018年负极材料需求量及产销量将继续同比上升。杉杉股份、江西紫宸等为首的前7家负极企业均在大幅扩产，尤其以杉杉股份力度最大。2017年8月杉杉股份在包头开启年产10万吨负极材料生产的一体化基地。同时，尽管下游对动力电池能量密度提升迫切，硅碳等新型负极材料崛起，但业内的一致共识是：人造石墨在1-2年内依然将在动力电池负极材料中处于主导地位。

具体来看，人造石墨和天然石墨依然是锂电池市场需求主流。2017年，天然石墨受成本影响较小，价格较为平稳;但受供需基本面变化，人造石墨却经历了几番涨价，打破近年来平静局面。在高工锂电多次报道中可以知道，彼时人造石墨价格最高涨幅达到40%。天然石墨多用于高端数码锂电池企业，目前产能供给相对稳定，价格不会出现太大波动;但人造石墨在2018年却将走向整体下降趋势。

锂电池负极材料有哪些?

1.碳负极材料：

目前已经实际用于锂离子电池的负极材料基本上都是碳素材料，如人工石墨、天然石墨、中间相碳微球、石油焦、碳纤维、热解树脂碳等。

2.锡基负极材料：

锡基负极材料可分为锡的氧化物和锡基复合氧化物两种。氧化物是指各种价态金属锡的氧化物。目前没有商业化产品。

3.含锂过渡金属氮化物负极材料，目前也没有商业化产品。

4.合金类负极材料：

包括锡基合金、硅基合金、锗基合金、铝基合金、锑基合金、镁基合金和其它合金，目前也没有商业化产品。

5.纳米级负极材料：纳米碳管、纳米合金材料。

6.纳米材料是纳米氧化物材料。

负极材料主要由碳素材料为主，包括天然石墨、人造石墨、石墨化中间碳微球。负极材料主要分为碳材和非碳材两类。锂电池负极是由活性物质、粘结剂和添加剂制成糊状胶合剂后，涂抹在铜箔两侧，经过干燥、滚压制得，根据活性物质的不同可分为碳材料和非碳材料两类。其中碳材料中的石墨类为锂离子电池主要负极材料，具体可分为天然石墨和人造石墨两类;非碳材料包括钛基材料、硅基材料等。石墨类是较早应用的负极材料，与其他碳材料相比，其导电性、结晶度更高，良好的层状结构和充放电电压也十分适合正极材料的脱/嵌运动，且目前工艺成熟、成本较低，是较为理想的负极材料。

根据中研普华研究院《2019-2025年中国锂电池负极材料行业深度分析与投资发展趋势预测报告》显示

2020锂电池负极材料行业发展现状及市场前景规模预测

碳在锂离子电池始终有很广泛的应用，C60与CNTs是锂离子电池最常用的负极材料，能有效提高电池电化学性能。近几年，伴随石墨烯及其配套技术的不断发展，业界开始将石墨烯作为新型锂离子电池的负极材料。试验表明，采用石墨烯为负极材料，具有良好储锂性质。

锂离子电池主要由正极、负极、电解液和隔膜等部分组成，其中负极材料的选择会直接关系到电池的能量密度。我国在锂离子电池负极材料产业化方面具有一定的优势，国内电池产业链从原料的开采、电极材料的生产、电池的制造和回收等环节比较齐整。此外，我国的石墨储量丰富，仅次于土耳其和巴西。经过近20年的发展，国产负极材料已走出国门，深圳贝特瑞新能源材料股份有限公司、上海杉杉科技有限公司和江西紫宸科技有限公司等厂商在负极材料的研发和生产等领域已处于世界先进水平。

锂离子电池发展至今已超过十五年，对于电芯技术不断进步，电池性能要求不断提高，现市场主要应用的石墨类负极材料对于锂离子电池能量密度提升上已到达其瓶颈，现石墨碳类负极材料储锂容量已基本达到极限，再想提升其空间已很难实现。

近年来，在国家的大力支持下，锂离子电池行业发展势头良好，负极材料迎来了前所未有的机遇。由于新能源行业对锂离子电池能量密度的要求越来越高，石墨和钛酸锂材料的性能正在不断地优化。与此同时，下一代锂离子电池负极材料——硅，也正在逐步开始商业化。因此，需要对原有的负极标准进行升级，甚至是编制新的标准，从而促进我国锂离子电池行业的健康和可持续发展。

在市场不断进步，终端企业对电池能量密度要求不断提高情况下，现市场出现了一种克容量高达3500mAh/g以上的硅基负极材料，其与石墨负极材料相比，硅负极材料的理论能量密度超其10倍以上。在国家政策对电池能量密度要求不断提高情况下，为了尽可能的提升电池的能量密度，国内众多企业已开始加大对硅基负极材料的研发与应用。预计在动力电池的高速发展的背景下，未来二年国内必将出现更多的年产千吨级别硅碳负极材料企业。

图表：2011-2018年锂电池负极材料市场需求及产能分析

数据来源：公开数据

锂电池负极材料市场规模预测

2017年中国锂电池硅碳负极材料产量已经超过1500吨，同比增长超过130%，其中前五企业市场集中度占比超过90%。但从来目前市场总体产量来看，仍相对较小，在全年锂电负极材料总产量中仅占比1.%，整个锂电硅基材料行业仍处于积极建设时期。总体而言，硅碳负极材料在国内发展起步较晚，在材料本身技术与产品应用领域技术上相对落后于国外，目前大部分国内电芯企业与材料企业均处于实验阶段，只有小部分企业进入小批量试产阶段，但未来随着国家政策对动力电池能量密度的激励，要求电池能量密度到2020年达到300Wh/kg。

到2020年，全球锂电池负极材料需求量约19万吨，2018-2020年CAGR22%。在新能源汽车需求的持续拉动下，预计到2020年，国内动力电池需求量约94GWh，相应负极材料需求量将约7万吨;到2025年，动力电池需求量将达到310GWh，相应负极材料需求量将达19万吨。政策性的推动将进一步促使新能源动力电池的高速发展，硅碳材料作为高倍率、高能量型新材料是目前最具备产业化的首选材料，同时硅碳材料也是目前最具商业化的高能量密度新型负极材料，在未来二到三年内也必将迎来大爆发，行业前景广阔。预计硅碳材料行业即将在2018年下半年开始真正大面积登上锂电池负极材料大舞台，未来必会逐步替代现有的石墨类材料。

2018年我国锂电池负极材料出货量达到18.8万吨，同比增长27.5%;产值为81亿元，同比增长27%，整体产值和出货量平稳上升。2018年我国锂电池负极材料总产能为44.1万吨，产能利用率达到43%，产能利用情况整体优于正极材料。预计2019-2020年我国负极材料出货量分别为23万吨和30万吨。产值将分别达到96亿元和121亿元，市场规模即将突破百亿。

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