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技术文章
锂电池正负极材料的发展离不开超微粉碎机
山东埃尔派粉体科技有限公司2020-11-11点击1177次
锂电材料概述中国是锂电材料生产大国,锂电池已广泛应用于手机 、笔记本电脑、数码相机、航模、电动玩具、电子器械、电动车及混合动力汽车等领域。锂离子电池的性能主要取决于所用电池内部材料的性能,这些电池内部材料包括正极材料、负极材 料、电解液、隔膜等。其中正极材料的选择和质量直接决定锂离子电池的性能与价格。锂离子电池正极材料当前研究得比较多的有:钴酸锂(Li℃oO2)、锰酸锂(LiMnO2)、磷酸铁锂(LiFePO4,)、镍酸锂(LiNiO2)等。 机械粉碎机生产工艺优缺点评述:优点:★粒形较好 ★耗能较低缺点:▲陶瓷内衬和磨块易碎,存在安全隐患。 ▲高速碰撞和剪切粉碎方式容易带入杂质。 气流粉碎机生产工艺优缺点评述:优点:★产品纯度,粉碎过程中摄入金属等杂质 ★设备故障率低,生产安全性和稳定性高。缺点:▲耗能高
正负极材料是锂离子电池的核心关键材料之一。2000年之前,从黑龙江、山东矿山开采出来的天然石墨,出口到国外,经过加工后的负极材料再进口国内,售价达到50~70万元每吨,几乎是现在负极材料价格的10倍以上。
而国外之所以具有如此高的定价权,是因为2000年以前,负极行业全部掌握在日本企业手中,中国没有做材料的技术。
1991年,日本索尼公司开始商业化生产锂离子电池,采用了以钴酸锂为正极、以碳为负极的材料体系。上述每吨售价数十万的贵价材料叫中间相碳微球(MCMB)的碳材料,1993年,日本的大阪煤气公司成功将MCMB产品用到了锂电池中。那时候贝特瑞、杉杉能源这些国内企业都还没有成立。
2000年前后,天津大学王成杨教授研发成功了中间相碳微球技术,并在2004年以225万元的价格将专利转让给了天津铁中煤化工公司,该公司当年联合另外几名股东成立了天津铁城电池材料公司,第二年也成功实现了300吨级别的CMS量产。2008年,天津铁城被贝特瑞收购,后更名为天津贝特瑞,贝特瑞由此掌握了中间相碳微球的生产技术。
国产替代崛起
回顾过去十几年负极材料的发展史,2005年的时候,全球一年的负极使用量仅有1万吨左右,到2019年中国锂电池负极材料市场出货量26.5万吨,从量级上增长了26倍多。
国内材料企业能取得如今的规模优势,是技术的积累、突破,结合产业链优势、劳动力资源优势,综合作用的结果。
其中,值得一提的是,新能源汽车功不可没。正是近十年来,在产业政策的扶持下,新能源汽车快速崛起,带动了锂离子动力电池产业,及上游正负极材料产业的空前发展。
2010年我国新能源汽车销量为8159辆,2019年达到120.6 万辆,十年间的复合增速达到74.21%。
相应的,中国锂离子电池出货量由2011年的14.51GWh增长至2019年的131.6GWh,正极材料出货量由2011年的3.21万吨增长至 2019年的40.40万吨,负极材料出货量由2011年的2.30万吨增长至2019年的26.50万吨。