SMM5月10讯:在由SMM主办的第八届中国国际新能源大会暨产业博览会-中国国际碳素及石墨应用大会上,中铝沈阳铝镁设计研究院有限公司副总工程师/正高级工程师孙毅介绍了锂电负极材料市场、负极材料生产工程化技术要点、SAMI负极材料制备的工程技术、基于降本增效的负极材料与传统碳石墨融合。
锂电负极材料市场概述
新能源汽车中,动力电池约占汽车总成本的比例约为40%,在动力锂电池的材料成本构成中,负极材料占动力电池成本的比例为12%-15%,负极材料约占新能源汽车的总成本大约为:40%×15%=6%,其中石墨化加工费占人造石墨负极材料生产总成本的30%以上。
中国2018年负极材料产量为19.2万吨,2019年产量约为26.5万吨,2020年产量约为36.5万吨,2021年产量为72万吨,2022年产量140万吨左右;预计2025年产量280-300万吨。
负极材料生产工程化技术要点
(1)高品质(高端化、差异化、均质化、耦合)。
(2)经济性(原料选择、一体化、循环利用、物流、弹性生产)。
(3)高效(大型化、自动化+连续化)。
(4)安全(设计的本质安全)。
(5)绿色(环保、节能、降耗)。
(6)信息化+数字化+智能化。
SAMI负极材料制备的工程技术
一体化布置与坩埚制备
负极主要生产工艺流程--预处理、造粒、石墨化、筛分除磁。
坩埚制备工艺流程
原料预处理与辅料处理系统
前驱体一体化技术
负极材料石墨化技术
提高制品的导电性、导热性;
提高制品的耐热冲击性和化学稳定性;
改善制品的润滑性;
排出杂质,提高制品的纯度;
提高石墨化程度和充放电容量;
降低硬度,提高振实密度和压实密度。
废气治理与余热综合利用技术
基于降本增效的负极材料与传统碳石墨融合
抢占石油焦资源:主料(1比1.2)冲击低硫焦市场、拉动石油系针状焦(低端)市场,辅料抢占中高硫焦(阳极级)市场(1比2),加之石墨化阴极对低硫焦需求增加,国产石油焦涨价是必然。从而引发进口石油焦总量增加(高硫、中硫、低硫),促进煅烧企业扩产与新布局。
带动沥青基资源:给煤系针状焦企业生机,拉动煤焦油市场,相对影响沥青产量。
挤压单纯增碳剂企业:电阻料经过高温石墨化,作为副产物,用于钢铁工业高端增碳剂性价比高。
石化企业意识到源头控制,龙头负极企业与高品质焦源头联合:资源在手有话语权、共赢。
煅烧企业:可以生产煅烧针状焦、煅烧低硫焦(负极主料)和石墨化电阻料(粗颗粒)与保温料(细颗粒),需要有品种、品质、粒度的区分。
阳极企业:可以生产石墨化炉箱板、坩埚(圆、方、成型机不同、焙烧曲线不同)
阴极企业:除了生产坩埚,还可以生产石墨化炉头电极、碳化炉用坩埚等。
负极企业:着手循环经济。生产物料“内循环+外循环”包括旧电阻料、旧保温料、旧箱板、旧坩埚等炭与石墨材料。
融合趋势:阳极企业与负极企业互动,阳极生产采用石墨化焦降低电阻;给高硫焦扩大应用带来机遇与挑战。
结语
锂电负极材料发展方向:安全、高容量、高倍率性能、高循环性能、低成本等。
锂电石墨负极材料工程化方向:基于高品质低成本的大型化、集约化、绿色安全、数智化,多品种细化市场。
锂电石墨负极材料生产降本增效途径:一体化布局、连续化生产、优化工序物流、负极与碳石墨融合、扩大原材料选择范围、资源循环利用等。