作為鋰離子電池關鍵材料之一，負極材料對鋰離子電池的最終性能起著至關重要的作用。隨著新能源汽車的發展，在動力鋰離子電池追求高能量密度和低成本的趨勢下，市場對負極材料性能提出了更高的要求。以硅基負極、金屬鋰負極、金屬氧化物負極等為代表的新型負極材料的研發正在如火如荼地進行，同時這也反映了未來負極材料產業化的新趨勢。2023年10月25日到26日，第二屆先進負極材料技術與產業高峰論壇在廣東東莞隆重召開，會議期間，我們邀請到了業內專家學者做客對話欄目，進行訪談交流。本期為您分享的是中國粉體網對北京化工大學宋懷河教授的專訪。

中國粉體網：目前整個負極材料市場存在產能結構性過剩狀態，您對什么負極未來市場有什么看法嗎？

宋教授：現在鋰電池發展非常迅速，其應用領域在不斷地拓展。從長遠來看，鋰電池的應用領域是在不斷擴大的，鋰電池的市場也是不斷擴大的，所以從這方面看，市場對負極材料的需求量是逐年提升的，尤其是這幾年提升的速度非常迅速。當然，現在負極材料市場面臨著一個產能過剩的問題，我覺得從以下幾個方面來分析：

一是，一個新的材料或者新產品出來以后，就會產生競爭等問題，這也是事物發展的必由之路，我覺得有競爭才可能使性能更好的產品脫穎而出。

二是，在我們面對產能過剩這個問題的時候，把質量比較高的、性能非常穩定的這種有特色的產品能夠推出來，那么它具有的競爭力就會提高。看哪個產品、誰家的產品更有競爭力。利用這個時期，我們其實可以進一步地對負極材料的生產技術和裝備進行更新換代，進一步提高我們的生產技術，也可以對負極材料的性能進行改進，提高產品的穩定性。

三是，就產品類型來講，國內盡管負極材料生產量非常大，但相對來講同質化的現象是比較嚴重的，而鋰電應用的細分市場是非常廣闊的，所以，希望大家能夠針對細分市場，做出一種差異化的產品來避免惡性的價格戰和惡性的競爭。我覺得在這個時期，需要廠家更好地來考慮怎么進行產品的更新換代、怎么進行迭代、怎么做出一些有特色的針對不同市場的需求的產品來。

中國粉體網：對于石墨負極的改性，您覺得需要從哪些方面入手呢？

宋教授：石墨負極改性相對來說是一個比較大的概念，對石墨來講，現在市場用的，一個是天然石墨，市場份額不到20%，另一個是人造石墨，占據市場80%以上的份額，但是它們都存在改性的問題。

天然石墨在整個石墨負極中，其克容量是非常高的，目前基本上能做到它的理論值，但是它在結構上存在一些問題，導致循環穩定性和充放電倍率等需要進一步提高。

對長周期循環的性能要求需要對天然石墨進行改性處理，目前常用的改性技術是表面包覆。對于表面包覆，我們常用瀝青來進行包裹，取得很好的效果。可能還存在一些更好的包覆材料，對包覆膜的炭的前驅體、類型、結構進行調控，可以更好地改進天然石墨。

天然石墨對我們國家來講，是一個儲量非常大、性能非常好的一種優勢資源。天然石墨成本相對來說比較低，我們需要考慮的是，如何提高它的綜合的性能，然后應用到鋰電池方面，這需要我們再下點功夫。

對于人造石墨，需要經過一個高溫的石墨化處理，目前，石墨化技術在國內發展是非常快的。

第一個問題是，怎么對高溫石墨化處理制備人造石墨的技術本身的能耗、電耗及污染情況進行進一步的技術改進升級，降低能量的消耗、降低它的噸成本。

另一個問題是，針對不同類型的應用場景，我們怎么對人造石墨進行進一步的處理。比如針對快充、低溫性能或者儲能電站用的長周期鋰電池等場合，對人造石墨改性的效果或者對它的結構要求是不一樣的，所以就需要針對不同的應用場景來進行改性。

中國粉體網：您可以介紹一下石墨與其儲鋰性能的關系嗎？

宋教授：石墨儲鋰是鋰離子嵌入到石墨層間，形成Li-C層間化合物的過程。它是一種穩定的結構——六個碳共價一個鋰。經過計算，其理論的儲鋰容量為372mA·h/g，這也是石墨材料容量的天花板。

中國粉體網：您覺得面對硅基負極等新型負極材料的挑戰，石墨負極的競爭力體現在哪些方面？

宋教授：這幾年，硅基負極材料發展非常快，從第一代的硅氧碳負極材料，到現在的硅碳負極材料，到后續的第三代的氣相沉積硅包碳/碳包硅結構的負極材料。硅基負極中盡管硅的理論值非常高，但是他的劣勢也比較明顯，例如體積膨脹、循環穩定都是非常差的。目前真正用的硅氧、硅碳，添加量都是非常低的，改性以后還要跟石墨材料進行復配，其添加量現在也不會超過10%。所以說，以后比較長的一個時期，石墨材料還是非常有競爭力的，應該還是作為鋰電池負極材料的主流。

當然，現在第三代硅材料性能提升得非常快，大家也正在廣泛地關注和試驗，它不僅具有高的容量，循環穩定性設計得也非常高，在某種程度上，它的循環穩定性甚至可以做到堪比人造石墨材料，現在可以達到1000次以上，是一個非常好的進展。

在產業化上，如果硅碳材料性能的提升在某種程度上可以比肩石墨材料，那么石墨材料的使用就會減少，石墨負極就會產生很深的危機感，需要大家進一步提高關注這個問題，繼續提高石墨材料的綜合性能。

中國粉體網：請問天然石墨和人造石墨在實際應用中有什么區別嗎？

宋教授：在實際應用中，天然石墨的克容量比較高，但是它的循環和倍率性能相對來說要差一些，經過改性處理后它的循環性能比人造石墨的還是要低。所以，天然石墨一般應用在消費電子領域，例如手機、筆記本電腦等消費型電子器件。

人造石墨來源于瀝青、石油焦、針狀焦、瀝青焦等原料，經過前處理和石墨化處理，其結構比較容易調控，結構多樣。所以人造石墨可設計性更強，應用領域比天然石墨更廣泛，不僅用在傳統的3C市場，還有動力電池、儲能電站等領域。

（中國粉體網采訪/喬木、編輯/蘇簡，經宋教授審閱）

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