锂电池重大突破,6分钟充电60%,这项材料是关键!
2022-05-24 10:58 来源:数据宝 编辑:矿材网

机构预计我国负极材料出货量将从2020年的36.5万吨增加至2025年的148万吨,年复合增长率32%。石墨化自供率较高、一体化产业布局逐步完善的企业拥有较强的成本优势,有望实现量利齐升。


  锂电池材料取得新突破

  充电有望提速


  据中国科学报,近日,中国科学技术大学俞书宏院士团队与姚宏斌、倪勇教授团队合作,致力于解决锂离子电池高能量密度与快充性能之间的矛盾,提出并制备出一种新型双梯度石墨负极材料,实现锂离子电池在6分钟内充电 60%。相关成果近日发表于《科学进展》。


  当前,锂离子电池驱动的电动汽车因其节能、环保受到人们青睐。然而,电动汽车的充电时间远长于传统燃油汽车的加油时间,大大降低使用体验感。主因是锂离子电池中石墨负极较差的倍率性能,限制了电动汽车的快速充电能力。


  为提高石墨负极的倍率性能,传统的策略通常是将石墨电极做到多孔或变薄。但是,这些方法往往就会牺牲所制备电池的能量密度。俞书宏团队从设计电极结构入手,在保证能量密度的情况下提升锂离子电池的快充性能。


  研究团队开发一种低粘度无聚合物粘结剂浆料自组装技术,混合铜包覆的石墨负极颗粒以及铜纳米线于乙醇溶液中制成浆料,利用不同尺寸颗粒石墨在浆料中沉降速度差异性,成功构建出模拟计算优化的双梯度结构,得到电极。


  研究人员发现,基于这种新型双梯度石墨负极材料制备出的锂离子电池分别在5.6分钟和11.4分钟从零充电到60%和80%,同时保持高能量密度。


  中国负极材料爆发性增长

  石墨化供需偏紧


2020年四季度以来,负极材料市场迎来爆发性增长。据研究机构EVTank联合伊维经济研究院共同发布的《中国负极材料行业发展白皮书(2022年)》显示2021年,中国负极材料出货量达到77.9万吨,同比增长86.4%。全球占比由2020年的77.7%提高到2021年的86.1%。


  东莞证券研报表示,中国是全球最主要的负极材料产出国,近两年出货量占比提高至70%左右。预计我国负极材料出货量将从2020年的36.5万吨增加至2025年的148万吨,年复合增长率32%。


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  在国家能耗双控影响下,高耗能的石墨化加工产能受限,同时下游新能源汽车市场需求高速增长,石墨化供需偏紧。近年来我国锂电池负极材料头部企业逐步向上游石墨化加工布局,石墨化自供率较高、一体化产业布局逐步完善的企业拥有较强的成本优势,有望实现量利齐升。


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