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石墨类应用遇瓶颈 综合性能待提升

作者:中国储能网新闻中心 来源:综合报道 发布时间:2013-04-12 浏览:
中国储能网讯:锂电负极材料对锂电池的安全性、循环寿命和能量密度有重要影响。目前占全球市场97%的石墨类锂离子电池负极材料的发展遭遇瓶颈,为满足下游需求,8月23~25日,2012中国锂电负极材料研讨会的与会专家提出了未来锂电负极材料开发应走向多样化,主要向高性能(高比容量、高充放电效率、高循环)和高安全性、低成本发展的观点。

  石墨类锂电负极材料虽然工艺相对成熟,但受结构特性制约,其比容量已达到极限,无法满足大型动力电池所要求的持续大电流放电要求。而且,《石墨行业准入条件(征求意见稿)》和《石墨行业准入公告管理暂行办法(征求意见稿)》现在工信部网上公开征求意见,石墨行业准入门槛将要提高。《准入条件》还在建设条件、生产布局、工艺与装备、产品质量、能耗、排放等方面做出了严格的要求。

  我国对石墨的保护意识非常淡薄,无序开采、资源浪费状况非常严重。由于缺乏管理措施,一些没有正规矿山开采设计的中小企业滥竽充数。他们大多从事初级原料加工,技术力量薄弱、生产工艺落后,造成资源浪费、产能过剩等一系列问题,而市场中恶性竞争现象也时有发生。

  业内人士认为,随着这些准入"门槛"的设置,石墨将成为继稀土、氟化工、磷化工后的又一个稀缺资源。相关标准直接利好拥有上游石墨矿资源的企业,且有效地将储量小、技术落后的企业淘汰出局。但是,随着落后产能的退出,石墨的价格也将回升。

  因此,世德南化投资管理(上海)有限公司中国区总经理陈卫表示,锂离子电池的很多性能都取决于负极材料,如充放电效率、寿命长短等,未来要取得突破,新型负极材料开发至关重要。

  目前,钛酸锂、硬碳与其他非碳负极材料形成的复合材料以及硅、锡等多种新型负极材料已引起人们关注。

  钛酸锂(LTO)是新兴锂电池负极材料的代表,其电化学势高达1.5V,是最安全的负极材料。其循环寿命可达20000次,65℃高温循环达到8000次。更值得一提的是,LTO一般不会生成固体电解质界面膜,十分有利于大电流放电,可提高电池循环寿命和高低温性能。常规电池-20℃下只能放出20%的能量,而LTO材料在-40℃时仍然能放出40%的能量,且大电流放电效果很好。如果LTO电池比容量提升、价格下降,将超越磷酸铁锂电池,这也是LTO负极材料未来技术发展方向。陈卫补充说,钛酸锂原料成本并不高,要降低总成本,企业应该在设备、工程、质量控制上下功夫。

  北京低碳清洁能源研究所专家薛嘉渔表示,硬碳材料的寿命、动力及安全性均不错。其微孔结构有利于锂离子的运动,可以快出快充,对功率型应用十分有利。不过,硬碳价格较高,应用受限。近来发生的电动车着火事故,让电池的安全性问题成为关注焦点,今后负极材料要同时关注高性能和高安全性。

  此外,湖南摩根海容新材料有限责任公司研发工程师谢成德表示,海容目前已对石墨和硅、锡、碲等材料进行了复合研究,未来一两年将会有成熟的产品推出。
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关键字:石墨 应用 瓶颈

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