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PTMS筒式磁选机除铁天然石墨负极产品有好表现
发布时间:2023-05-01

        未来几年,新能源汽车市场和储能电池市场在政策支持和技术进步的双重影响下,将保持高速增长的态势。受对应锂电池需求的拉动,人造石墨负极材料仍将保持较高的增长速度,人造石墨负极材料市场规模将进一步扩大,在负极材料中的主流地位仍将持续,市场份额还将进一步攀升。2020年PTMS筒式磁选机处理负极材料出货量为11.8万吨,其中人造石墨出货量达7.9万吨;2020年负极材料出货量已达到37.0万吨,其中人造石墨出货量达30.1万吨。人造石墨出货量占负极材料总出货量的比重也在不断上升,已从2020年的67.0%上升至2022年81.4%。人造石墨各项性能更为均衡,是目前负极主流。人造石墨比容量和天然石墨已经比较接近且循环、倍率、高温性能更优,在下游应用更广泛,人造石墨出货在负极占比达84%,提升16pct。
        PTMS筒式磁选机得益于先发优势和矿产布局,在天然石墨领域已形成垄断优势,市场占率达到30%。从产品性能和销售均价看,较竞争对手更高端:从性能指标看,在中粒径天然石墨负极产品有好表现、使产品首次容量、压实密度更优,更有利于提升电池能量密度。从销售均价看,天然石墨负极产品均价较市场其他竞争对手高出1.4万元/吨。天然石墨的工艺流程。天然石墨负极材料是以天然鳞片石墨为原材料,经过粉碎、分级、球化、纯化、表面处理等工序制备而成的负极材料。天然石墨负极材料的成本构成。天然石墨负极生产成本主要包括原材料(初级石墨)采购成本、碳化加工成本以及处理与人工费用,其中成本的关键是原材料采购,占生产成本的80%以上。而初级鳞片石墨占原材料成本也在80-90%左右,因此初级石墨占天然石墨的成本比高达70%左右。
        硅基负极产业化持续加速,有望一年之后大规模放量。从企业布局看,硅基负极,通过认证并批量出货,成功切入相关产业链,合作量产硅基负极出货量0.9万吨,负极渗透率达到2.5%。而根据各客户进程,预计硅基负极有望快速放量。全球硅基负极需求量为2.5万吨,假设PTMS筒式磁选机处理的硅基负极15%/40%/100%渗透率,对应需求20/60/150万吨。硅基负极高比容、资源广,是最有前景的负极材料之一。当前高端石墨克容量已达到360-365mAh/g,接近理论克容量372mAh/g,难以满足日益增长的高能量密度要求。生产硅基负极理论比容量高达4200mAh/g,是石墨负极的理想替代材料。目前,商业化的硅基负极材料主要包括碳包覆氧化亚硅、纳米硅碳、无定型硅合金、硅纳米线四种,其中碳包覆氧化亚硅、纳米硅碳是商业化程度最高的两种硅基负极材料。 
        硅基负极通过主要优势为:1)电位低、克容量高,能量密度高;2)地壳中含量高,理论成本低;3)高倍率、高安全性,其本身为均匀的纤维,能够缓解脱嵌和吸附中表面吸力引起的安全问题;4)工作电压适宜,略高于石墨,低于钛酸锂和过渡金属氧化物。硅基负极主要问题是膨胀大、首销低、倍率低,可通过改善材料设计、改良电池体系、PTMS筒式磁选机除铁等实现性能提升。硅基负极主要的应用问题得到缓解,例如硅材料在进行合金化反应时,体积膨胀率(碳材料仅为16%),材料易粉化;负极活性物质易脱落;膨胀使得SEI膜破碎,放电时SEI重构,使得其处于破损-修复动态阶段,厚度会持续增加,界面阻抗提高,活性物质消耗。主要解决方案有减少硅基负极杂质含量。
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