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石墨材料：主流負極的“危機感”——專訪北京化工大學宋懷河教授

來源：本站 | 發布日期： 2026-03-25 18:21:37 | 瀏覽量：784766

作zuo為wei鋰li離li子zi電dian池chi關guan鍵jian材cai料liao之zhi一yi，負fu極ji材cai料liao對dui鋰li離li子zi電dian池chi的de最zui終zhong性xing能neng起qi著zhe至zhi關guan重zhong要yao的de作zuo用yong。隨sui著zhe新xin能neng源yuan汽qi車che的de發fa展zhan，在zai動dong力li鋰li離li子zi電dian池chi追zhui求qiu高gao能neng量liang密mi度du和he低di成cheng本ben的de趨qu勢shi下xia，市shi場chang對dui負fu極ji材cai料liao性xing能neng提ti出chu了le更geng高gao的de要yao求qiu。以yi矽gui基ji負fu極ji、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26ri，dierjiexianjinfujicailiaojishuyuchanyegaofengluntanzaiguangdongdongguanlongzhongzhaokai，huiyiqijian，womenyaoqingdaoleyeneizhuanjiaxuezhezuokeduihualanmu，jinxingfangtanjiaoliu。benqiweininfenxiangdeshi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問題，您對什麼負極未來市場有什麼看法嗎？

宋教授：xianzailidianchifazhanfeichangxunsu，qiyingyonglingyuzaibuduandituozhan。congchangyuanlaikan，lidianchideyingyonglingyushizaibuduankuodade，lidianchideshichangyeshibuduankuodade，suoyicongzhefangmiankan，shichangduifujicailiaodexuqiuliangshizhuniantishengde，youqishizhejiniantishengdesudufeichangxunsu。dangran，xianzaifujicailiaoshichangmianlinzheyigechannengguoshengdewenti，wojiaodecongyixiajigefangmianlaifenxi：

一yi是shi，一yi個ge新xin的de材cai料liao或huo者zhe新xin產chan品pin出chu來lai以yi後hou，就jiu會hui產chan生sheng競jing爭zheng等deng問wen題ti，這zhe也ye是shi事shi物wu發fa展zhan的de必bi由you之zhi路lu，我wo覺jiao得de有you競jing爭zheng才cai可ke能neng使shi性xing能neng更geng好hao的de產chan品pin脫tuo穎ying而er出chu。

二是，在我們麵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，那麼它具有的競爭力就會提高。看哪個產品、誰(shui)家(jia)的(de)產(chan)品(pin)更(geng)有(you)競(jing)爭(zheng)力(li)。利(li)用(yong)這(zhe)個(ge)時(shi)期(qi)，我(wo)們(men)其(qi)實(shi)可(ke)以(yi)進(jin)一(yi)步(bu)地(di)對(dui)負(fu)極(ji)材(cai)料(liao)的(de)生(sheng)產(chan)技(ji)術(shu)和(he)裝(zhuang)備(bei)進(jin)行(xing)更(geng)新(xin)換(huan)代(dai)，進(jin)一(yi)步(bu)提(ti)高(gao)我(wo)們(men)的(de)生(sheng)產(chan)技(ji)術(shu)，也(ye)可(ke)以(yi)對(dui)負(fu)極(ji)材(cai)料(liao)的(de)性(xing)能(neng)進(jin)行(xing)改(gai)進(jin)，提(ti)高(gao)產(chan)品(pin)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)。

三(san)是(shi)，就(jiu)產(chan)品(pin)類(lei)型(xing)來(lai)講(jiang)，國(guo)內(nei)盡(jin)管(guan)負(fu)極(ji)材(cai)料(liao)生(sheng)產(chan)量(liang)非(fei)常(chang)大(da)，但(dan)相(xiang)對(dui)來(lai)講(jiang)同(tong)質(zhi)化(hua)的(de)現(xian)象(xiang)是(shi)比(bi)較(jiao)嚴(yan)重(zhong)的(de)，而(er)鋰(li)電(dian)應(ying)用(yong)的(de)細(xi)分(fen)市(shi)場(chang)是(shi)非(fei)常(chang)廣(guang)闊(kuo)的(de)，所(suo)以(yi)，希(xi)望(wang)大(da)家(jia)能(neng)夠(gou)針(zhen)對(dui)細(xi)分(fen)市(shi)場(chang)，做(zuo)出(chu)一(yi)種(zhong)差(cha)異(yi)化(hua)的(de)產(chan)品(pin)來(lai)避(bi)免(mian)惡(e)性(xing)的(de)價(jia)格(ge)戰(zhan)和(he)惡(e)性(xing)的(de)競(jing)爭(zheng)。我(wo)覺(jiao)得(de)在(zai)這(zhe)個(ge)時(shi)期(qi)，需(xu)要(yao)廠(chang)家(jia)更(geng)好(hao)地(di)來(lai)考(kao)慮(lv)怎(zen)麼(me)進(jin)行(xing)產(chan)品(pin)的(de)更(geng)新(xin)換(huan)代(dai)、怎麼進行迭代、怎麼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：對於石墨負極的改性，您覺得需要從哪些方麵入手呢？

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tian然ran石shi墨mo在zai整zheng個ge石shi墨mo負fu極ji中zhong，其qi克ke容rong量liang是shi非fei常chang高gao的de，目mu前qian基ji本ben上shang能neng做zuo到dao它ta的de理li論lun值zhi，但dan是shi它ta在zai結jie構gou上shang存cun在zai一yi些xie問wen題ti，導dao致zhi循xun環huan穩wen定ding性xing和he充chong放fang電dian倍bei率lv等deng需xu要yao進jin一yi步bu提ti高gao。

對(dui)長(chang)周(zhou)期(qi)循(xun)環(huan)的(de)性(xing)能(neng)要(yao)求(qiu)需(xu)要(yao)對(dui)天(tian)然(ran)石(shi)墨(mo)進(jin)行(xing)改(gai)性(xing)處(chu)理(li)，目(mu)前(qian)常(chang)用(yong)的(de)改(gai)性(xing)技(ji)術(shu)是(shi)表(biao)麵(mian)包(bao)覆(fu)。對(dui)於(yu)表(biao)麵(mian)包(bao)覆(fu)，我(wo)們(men)常(chang)用(yong)瀝(li)青(qing)來(lai)進(jin)行(xing)包(bao)裹(guo)，取(qu)得(de)很(hen)好(hao)的(de)效(xiao)果(guo)。可(ke)能(neng)還(hai)存(cun)在(zai)一(yi)些(xie)更(geng)好(hao)的(de)包(bao)覆(fu)材(cai)料(liao)，對(dui)包(bao)覆(fu)膜(mo)的(de)炭(tan)的(de)前(qian)驅(qu)體(ti)、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、xingnengfeichanghaodeyizhongyoushiziyuan。tianranshimochengbenxiangduilaishuobijiaodi，womenxuyaokaolvdeshi，ruhetigaotadezonghedexingneng，ranhouyingyongdaolidianchifangmian，zhexuyaowomenzaixiadiangongfu。

對於人造石墨，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，怎麼對高溫石墨化處理製備人造石墨的技術本身的能耗、電耗及汙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，我們怎麼對人造石墨進行進一步的處理。比如針對快充、低di溫wen性xing能neng或huo者zhe儲chu能neng電dian站zhan用yong的de長chang周zhou期qi鋰li電dian池chi等deng場chang合he，對dui人ren造zao石shi墨mo改gai性xing的de效xiao果guo或huo者zhe對dui它ta的de結jie構gou要yao求qiu是shi不bu一yi樣yang的de，所suo以yi就jiu需xu要yao針zhen對dui不bu同tong的de應ying用yong場chang景jing來lai進jin行xing改gai性xing。

中國粉體網：您可以介紹一下石墨與其儲鋰性能的關係嗎？

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：您覺得麵對矽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麵？

宋教授：這幾年，矽基負極材料發展非常快，從第一代的矽氧碳負極材料，到現在的矽碳負極材料，到後續的第三代的氣相沉積矽包碳/碳包矽結構的負極材料。矽基負極中盡管矽的理論值非常高，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。目前真正用的矽氧、矽碳，添加量都是非常低的，改性以後還要跟石墨材料進行複配，其添加量現在也不會超過10%。所以說，以後比較長的一個時期，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dang然ran，現xian在zai第di三san代dai矽gui材cai料liao性xing能neng提ti升sheng得de非fei常chang快kuai，大da家jia也ye正zheng在zai廣guang泛fan地di關guan注zhu和he試shi驗yan，它ta不bu僅jin具ju有you高gao的de容rong量liang，循xun環huan穩wen定ding性xing設she計ji得de也ye非fei常chang高gao，在zai某mou種zhong程cheng度du上shang，它ta的de循xun環huan穩wen定ding性xing甚shen至zhi可ke以yi做zuo到dao堪kan比bi人ren造zao石shi墨mo材cai料liao，現xian在zai可ke以yi達da到dao1000次以上，是一個非常好的進展。

在(zai)產(chan)業(ye)化(hua)上(shang)，如(ru)果(guo)矽(gui)碳(tan)材(cai)料(liao)性(xing)能(neng)的(de)提(ti)升(sheng)在(zai)某(mou)種(zhong)程(cheng)度(du)上(shang)可(ke)以(yi)比(bi)肩(jian)石(shi)墨(mo)材(cai)料(liao)，那(na)麼(me)石(shi)墨(mo)材(cai)料(liao)的(de)使(shi)用(yong)就(jiu)會(hui)減(jian)少(shao)，石(shi)墨(mo)負(fu)極(ji)就(jiu)會(hui)產(chan)生(sheng)很(hen)深(shen)的(de)危(wei)機(ji)感(gan)，需(xu)要(yao)大(da)家(jia)進(jin)一(yi)步(bu)提(ti)高(gao)關(guan)注(zhu)這(zhe)個(ge)問(wen)題(ti)，繼(ji)續(xu)提(ti)高(gao)石(shi)墨(mo)材(cai)料(liao)的(de)綜(zong)合(he)性(xing)能(neng)。

中國粉體網：請問天然石墨和人造石墨在實際應用中有什麼區別嗎？

宋教授：zaishijiyingyongzhong，tianranshimodekerongliangbijiaogao，danshitadexunhuanhebeilvxingnengxiangduilaishuoyaochayixie，jingguogaixingchulihoutadexunhuanxingnengbirenzaoshimodehaishiyaodi。suoyi，tianranshimoyibanyingyongzaixiaofeidianzilingyu，lirushouji、筆記本電腦等消費型電子器件。

人造石墨來源於瀝青、石油焦、針狀焦、瀝(li)青(qing)焦(jiao)等(deng)原(yuan)料(liao)，經(jing)過(guo)前(qian)處(chu)理(li)和(he)石(shi)墨(mo)化(hua)處(chu)理(li)，其(qi)結(jie)構(gou)比(bi)較(jiao)容(rong)易(yi)調(tiao)控(kong)，結(jie)構(gou)多(duo)樣(yang)。所(suo)以(yi)人(ren)造(zao)石(shi)墨(mo)可(ke)設(she)計(ji)性(xing)更(geng)強(qiang)，應(ying)用(yong)領(ling)域(yu)比(bi)天(tian)然(ran)石(shi)墨(mo)更(geng)廣(guang)泛(fan)，不(bu)僅(jin)用(yong)在(zai)傳(chuan)統(tong)的(de)3C市場，還有動力電池、儲能電站等領域。

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