新興負極材料的研發成為鋰電池重要方向

    鋰電世界  新興負極材料的研發成為提升鋰電池能量密度的重要方向。日本日前開發出使用硅酮作為鋰電池材料的技術，電量儲存能力為碳素材料的10倍，鋰電池續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極材料的研究，也相應提高了鋰電池循環壽命和高低溫性能。

    電量有望提升10倍

    日本信越化學工業日前宣布開發出一種智能手機、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，最重要的是能夠將鋰離子電池電量提升10倍，預計將在3至4年后量產，主要供應給電池廠商。

    據了解，信越化學開發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航能力。

    賽迪經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性能優異，則將代表負極材料的技術發展方向，前景非常不錯。但是，硅酮本身的成膜性較差，能不能穩定的生產，將是一個重要的制約因素，畢竟低廉的成本才是電池大規模應用的前提。

    據了解，目前中國、日本和韓國生產的鋰離子電池占全球產量的90%以上，2012年全球鋰電池產業規模達到207億美元。市場調研公司Strategy Analytics數據顯示，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9億部。目前主導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，它們生產的鋰離子電池使用的原材料中，有近50%都是由日本企業生產。而電量不足一直是智能手機的嚴重缺陷，面對如此大的市場需求，大容量電池材料的開發勢在必行。

    負極材料成研發重點

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

    張謙介紹，目前正在研發的負極材料主要是硅基和鋅基材料，實際容量達到1000mAh/g，與傳統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過程中體積膨脹大，結構不穩定導致循環性能很差。

    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極材料研發方面值得一提，其在2012年報中稱，硅碳材料開發取得突破性進展，有望在2013年推向市場。

    鈦酸鋰是另一種新興負極材料，由于一般不會生成固體電解質界面膜，有利于大電流放電，可提高電池循環壽命和高低溫性能。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等高校合作研發的納米鈦酸鋰電池，通過國家動力及儲能電池檢測中心的檢測，經測試，其使用壽命超過15年。

    業內人士介紹，盡管鈦酸鋰因電壓高、比容量低等特性，限制了它在3C、手機等方面的應用，但鈦酸鋰在電動汽車、儲能領域使用前景廣闊。