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鋰電池研發(fā)主攻硅基、鋅基和鈦酸鋰等新興負(fù)極材料


來源:中證網(wǎng)-中國證券報

標(biāo)簽負(fù)極材料
中國粉體網(wǎng)8月6日訊  新興負(fù)極材料的研發(fā)成為提升鋰電池能量密度的重要方向。日本日前開發(fā)出使用硅酮作為鋰電池材料的技術(shù),電量儲存能力為碳素材料的10倍,鋰電池續(xù)航能力問題有望得到解決。而我國有多家公司在進行用鈦酸鋰作為鋰電池負(fù)極材料的研究,也相應(yīng)提高了鋰電池循環(huán)壽命和高低溫性能。

  電量有望提升10倍

  日本信越化學(xué)工業(yè)日前宣布開發(fā)出一種智能手機、電動汽車使用的鋰電池新材料,該材料不但可以縮減電池體積,最重要的是能夠?qū)囯x子電池電量提升10倍,預(yù)計將在3至4年后量產(chǎn),主要供應(yīng)給電池廠商。

  據(jù)了解,信越化學(xué)開發(fā)出的是一種薄板材料,專門用于鋰電池。目前主流的鋰離子電池用的都是碳素材料,信越化學(xué)使用硅酮代替了碳素材料,盡管硅酮比碳素材料造價更高,但是其電量儲存能力卻達(dá)到碳素材料的10倍,有望解決智能手機用戶頻繁充電的煩惱,并大大提高電動汽車的續(xù)航能力。

  賽迪經(jīng)智分析師張謙在接受中國證券報記者采訪時表示,如果硅酮平板材料能夠提升10倍的電量容量且循環(huán)性能優(yōu)異,則將代表負(fù)極材料的技術(shù)發(fā)展方向,前景非常不錯。但是,硅酮本身的成膜性較差,能不能穩(wěn)定的生產(chǎn),將是一個重要的制約因素,畢竟低廉的成本才是電池大規(guī)模應(yīng)用的前提。

  據(jù)了解,目前中國、日本和韓國生產(chǎn)的鋰離子電池占全球產(chǎn)量的90%以上,2012年全球鋰電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到207億美元。市場調(diào)研公司Strategy Analytics數(shù)據(jù)顯示,今年二季度全球智能手機出貨量為2.296億部。粗略估算,今年全年出貨量可達(dá)9億部。目前主導(dǎo)智能手機鋰離子電池市場的廠商主要為韓國三星電子SDI以及日本松下公司,它們生產(chǎn)的鋰離子電池使用的原材料中,有近50%都是由日本企業(yè)生產(chǎn)。而電量不足一直是智能手機的嚴(yán)重缺陷,面對如此大的市場需求,大容量電池材料的開發(fā)勢在必行。

  負(fù)極材料成研發(fā)重點

  電池容量的突破點往往就在材料上。目前,在商業(yè)應(yīng)用中,石墨類碳材料技術(shù)較為成熟,市場價格也比較穩(wěn)定。因鋰離子動力電池對性能要求不斷提升,高容量、高安全、穩(wěn)定性好、價格低廉的負(fù)極材料成為研究討論的熱點。從負(fù)極材料看,現(xiàn)在碳負(fù)極材料達(dá)到360mAh/g,已經(jīng)接近372mAh/g的理論克容量,提升的空間很小。在這種背景下,大容量新興負(fù)極材料應(yīng)運而生。

  張謙介紹,目前正在研發(fā)的負(fù)極材料主要是硅基和鋅基材料,實際容量達(dá)到1000mAh/g,與傳統(tǒng)的石墨材料相比容量只能提升3-4倍的水平。而且,硅基和鋅基材料的主要問題是循環(huán)過程中體積膨脹大,結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定導(dǎo)致循環(huán)性能很差。

  中國寶安全資子公司深圳市貝特瑞納米科技有限公司在負(fù)極材料研發(fā)方面值得一提,其在2012年報中稱,硅碳材料開發(fā)取得突破性進展,有望在2013年推向市場。

  鈦酸鋰是另一種新興負(fù)極材料,由于一般不會生成固體電解質(zhì)界面膜,有利于大電流放電,可提高電池循環(huán)壽命和高低溫性能。目前,涉及鈦酸鋰的A股上市公司主要包括當(dāng)升科技、中國寶安和眾和股份等。

  近日安徽天康新能源有限公司與北京大學(xué)等高校合作研發(fā)的納米鈦酸鋰電池,通過國家動力及儲能電池檢測中心的檢測,經(jīng)測試,其使用壽命超過15年。

  業(yè)內(nèi)人士介紹,盡管鈦酸鋰因電壓高、比容量低等特性,限制了它在3C、手機等方面的應(yīng)用,但鈦酸鋰在電動汽車、儲能領(lǐng)域使用前景廣闊。
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