中国粉体网讯 2023年2月9-10日，由中国粉体网主办的“先进负极材料技术与产业高峰论坛”于山东青岛隆重召开。会议期间，针对石墨负极材料的产业化技术及市场现状，我们邀请到来自湖南大学的刘洪波教授做客“对话”栏目，进行访谈交流。
刘洪波教授
中国粉体网：刘教授，据了解您主要从事炭石墨材料的基础理论研究与应用技术开发。相较于非碳材料，您认为锂电池负极中的碳材料有何竞争优势？
刘教授：锂离子电池问世以来，碳材料就是锂离子电池负极材料的一个主流。这期间也经历一些变化，从中间相炭微球、人造石墨，到天然石墨，再到人造石墨回归。其中也出现一些非碳负极材料。而这些新的非碳材料，比如硅，也在用碳材料来提高导电性等性能。可以说碳材料在锂离子电池中的应用是非常广泛的，包括现在一些正极材料也要用到碳材料进行包覆。
中国粉体网：刘教授，目前石墨负极材料的市场现状如何？
刘教授：石墨负极材料目前的现状是中国一家独大。全球的出货量中国占90%以上。
石墨负极材料已有三十多年的发展历史，天然石墨负极材料的占比曾远高于人造石墨负极材料，但自2014年以来，由于动力电池对倍率性能和循环性能的要求较高，天然石墨负极材料的占比逐年降低，目前已不足15%。天然石墨虽然具有成本和比容量的优势，但是强势回归后的人造石墨负极材料的循环性能、安全性能、充放电倍率表现更为优秀，近年来市场占有率一直稳定在80%以上。
随着“碳中和”“碳达峰”的提出，以人造石墨为主的负极材料企业压力变大，因为石墨化的高能耗、高成本问题凸出。所以近几年我一直呼吁“走出去”。锂电池企业要走出去，负极材料企业也要随着走出去，找一些电价相对便宜的地方建石墨化企业。
此外，近期新能源汽车出口海运存在一些瓶颈。对于新能源汽车，中国目前占据很大的优势。如果出口受限，这会对整个产业影响很大，正负极材料都会受到影响。
中国粉体网：刘教授，对于目前主流的人造石墨和天然石墨负极材料，各自需要突破的关键技术有哪些？
刘教授：天然石墨负极主要需要突破的就是循环、倍率性能。尤其是循环性能，到目前依然没有很大的突破。这也是自2014年以来天然石墨负极材料产量增加乏力、市场占比逐年下降的原因之一。
人造石墨负极的主要问题是石墨化。石墨化是人造石墨负极材料生产成本最高的工序，占人造石墨负极材料生产成本的50-55%，因此也成为目前降低石墨负极材料生产成本的主攻目标。
经过多年的努力，石墨化的成本在下降。但依然是高能耗、高温的过程。其中高温对设备也提出了苛刻的要求。所以企业也在研究开发降低原材料的成本，降低石墨化的温度；在装备上，提高整炉产品的均匀性，进行连续化石墨提纯，包括前段连续炭化、连续造粒，实现整个负极材料制造的纯连续，以此降低生产成本及环境污染。
需要注意的是，高温预炭化与石墨化联动可降低综合成本。但企业要注意市场的变化，对于不具备一定实力企业不要轻易去扩产。
中国粉体网：刘教授，您如何看待石墨负极材料的发展趋势？
刘教授：石墨负极材料有很多的优点，综合性能是最好的，成本也是最低的。其他负极材料，比如硅碳，还是有降本的空间的。但从现在的工艺路线来看，降到石墨的成本还是有难度的。所以说石墨负极还是有成本优势、性能优势的。
目前主要的问题是容量。锂离子插入石墨层间形成LiC6的理论容量为372mAh/g，这一理论值既为石墨负极材料的发展指明了方向，同时也给石墨负极材料容量的进一步提升设置了“天花板”。
对于容量，可以进行高容量负极材料与石墨负极材料的复合来提高。所以，我觉得未来石墨负极不会没有它的市场，它的占比仍然会比较大。
中国粉体网：刘教授，最后请您分享一下您近年来的研究成果以及成果转化方面的进展情况？
刘教授：有关成果在报告中也提到一些，包括高容量、高倍率的工作，以及天然石墨与硬碳复合的工作。硬碳具有高于石墨负极材料的倍率性能，超细石墨与硬碳复合可以获得高倍率性能的负极材料。
最近一段时间我特别关注的是均质化的石墨负极。经过一定发展历程，理想的状态就是每个颗粒的性能都是极一致的，尽可能减少每个颗粒间的性能差异。也就是从以前的掺混产品逐渐变成单一的产品。单一产品的综合性能或者某一性能我要求是可调控的，但同时又非常稳定。这样对于未来安全性、电池设计、使用过程中可控性等都是比较好的。通过一定控制，做出理想的负极材料。当然，这一想法也要经过市场的验证。
结语
刘教授在报告中提到未来5-10年内锂离子电池负极材料仍会以石墨为主，产能快速扩张的可能仍存在，但更可能出现的是残酷的市场竞争，无研发团队的企业将面临较大的危机。同时，石墨负极材料综合性能提高的难度增大，企业应更多关注特色产品的开发，从“高快长低均”的角度发展新产品，提高市场竞争力。
（中国粉体网采访/黑金 、文字整理/黑金）
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