負極材料是鋰電池充電過程中鋰離子和電子的載體。 它起到儲存和釋放能量的作用。 它是鋰電池的重要組成部分,也是判斷其性能的關鍵因素之一。 根據前驅體不同,負極材料可分為兩類,一類是碳材料,包括石墨化碳材料[人造石墨、天然石墨和中間相碳微球(MCMB)]、碳納米材料(石墨烯)和無機定形碳材料( 硬碳和軟碳)。 另一類是非碳材料,主要包括矽基材料、錫基材料和鈦基材料。
石墨具有高導電率、高結晶度和優異的層狀結構等特點。 其嵌鋰容量較高(LiC6的理論容量為372mAh/g),嵌鋰電位較低,一般在0.1V左右。 過程中結構膨脹小,是優質的鋰電池負極材料。 因此,石墨化碳材料已成為應用最廣泛、技術最成熟、最早商業化的負極材料。
天然石墨負極材料是以天然石墨為原料生產的。 其製備技術較為成熟,具有成本低、理論比容量高、加工性能好等特點,但不可逆容量高、循環性能差、大電流充放電性能低。 與電解液相容性差,膨脹大。 為了改善天然石墨固有的結構缺陷,需要通過表面改性、表面處理、摻雜改性等方法進行處理。
人造石墨負極材料是將針狀焦、石油焦、瀝青焦等原料破碎造粒,再經過高溫石墨化處理,形成石墨片狀結構而得到的具有一定粒度分佈的材料。 生產時,人造石墨負極材料根據加工工藝不同還可分為MCMB、軟碳和硬碳。 針狀焦和石油焦均具有易石墨化的特點,所製備的人造石墨負極材料電容高、首次效率高、循環性能好。 隨著全球動力電池市場的爆發,快充和高容量是打破技術壁壘的關鍵。 要求負極材料具有良好的循環性能、倍率性能和加工性能。 人造石墨已逐漸成為鋰電池負極材料市場的主流產品。
中硫石油焦不僅供應量大、來源多、企業選擇面廣,而且其價格僅為低硫石油焦的1/2,甚至1/3。 其應用研究取得突破,解決了人造石墨在針狀焦上的難題。 ,低硫焦炭原材料依賴將進一步提高人造負極材料的性價比,有助於拓寬新能源電池更多的應用場景,構建負極材料快速增長的原材料供應鏈,保障其健康發展。