一、负极材料简介
锂电池主要由正极材料、负极材料、隔膜和电解液等构成，作为锂电池的四大关键材料之一，负极材料占锂电池成本比例为 5%-15%（不同的类型电池占比略有所差异），其技术也最为成熟。
负极材料按其原材料种类和制造工艺可大致分为碳材料和非碳材料，而由于碳材料对锂的点位比较低（一般小于 1V），同时具有导电性好、结晶度较高、具有良好的层状结构等特性，适合锂的嵌入脱嵌，是比较理想的负极材料。
而碳材料中的石墨化碳材料是最主要的负极材料，其中天然石墨、人造石墨、中间相炭微球有较大规模的产业化应用。
锂电池材料成本结构
数据来源：公开资料、智研咨询整理
我国负极材料市场结构变动
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负极材料分类结构
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二、人造石墨是未来负极趋势
2016 年国内人造石墨负极产量为 8.03 万吨，同比增长 76%，产量已连续三年保持 40%以上增速，2016 年产量在占国内整体负极产量 68%。
受新能源 汽车应用影响，人造石墨未来占比将继续上升：目前国内新能源汽车锂电池所采用的负极材料大多使用人造石墨，新能源汽车在国家政策的扶持下呈爆发式增长阶段，带动动力电池的大幅增长，未来几年动力电池是拉动人造石墨产量大幅上升的主要引擎。
我国负极材料市场产量结构变化
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我国人造石墨产量及预测（单位：万吨）
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三、新型负极材料层出不穷
石墨类负极材料具有工艺成熟、生产成本等优点，但其与电解质在界面形成一层膜，容易形成锂支晶，安全性较差；同时由于其层状结构，导致锂离子嵌入脱嵌的过程中引起较大形变（10.3%），导致循环性能不足；另外锂离子在石墨中的迁移速率较低，导致充放电较慢。
在石墨类负极材料诸多性能不够优良的情况下，新型负极材料的研究也逐渐开始，目前已有部分实现小批量生产，但整体上由于技术、配套工艺的不成熟及较高的成本，目前应用范围较小。
碳类负极材料中的新型材料主要是碳纳米材料，而根据结构层次不同可分为碳纳米管和石墨烯。
碳纳米管是一种单层或多层纳米级管状材料，主要由 C-C 共价键结合而成的碳六边形组成。具有尺寸小、机械强度高、比表面大、电导率高和界面效应强等特点。研究表明，碳纳米管在较大电流密度下充放电比一般碳材料具有更高的放电容量和良好的嵌锂稳定性。其作为电池的负极材料潜力很大。
石墨烯是由单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料，稳定的苯六元环是其基本结构单元。与石墨相比，有较高的可逆储锂容量；减少层数有利于获得更高的可逆容量；石墨烯具有超大比表面积。研究发现：石墨烯片层的两侧均可吸附 1 个Li+，所以石墨烯的理论比容量是石墨的两倍。目前国内石墨烯负极材料与国外在技术和经验方面都有较大差距，不能完全实现下游的应用。
新型负极材料优缺点比较
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新型负极材料中最主要的是非碳负极材料，目前研究比较多的是钛基、硅基、锡基三种。
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