磷基负极材料是新一代高性能负极材料,可分为红磷基负极材料和黑磷基负极材料两大类。负极材料是原电池的重要组成部分,在电池充放电过程中,负极材料作为载体起着储存、释放能量的作用。负极材料性能优劣直接影响电池倍率性能、功率密度等性能,在新能源产业快速发展背景下,市场对动力电池的性能要求不断提升,高性能负极材料作为动力电池发展关键,也引起市场广泛关注。
负极材料可分为碳基材料和非碳基材料两大类,其中碳基材料包括硬碳、软碳、人造石墨、天然石墨等。碳基材料是目前电池负极材料主流技术路线,而在碳基材料中,石墨负极材料已接近理论比容量极限,软碳负极材料充电速度较慢、低温性能较差,硬碳负极材料可逆比容量低、制备耗能大。相比于碳基材料,磷基负极材料具有储钠比容量高、循环寿命长等优势,在动力电池亟需升级背景下,磷基负极材料应用前景十分广阔。
磷基负极材料上游原材料包括红磷、黑磷、磷矿石等。我国磷矿资源丰富,储量位居世界第二,在国内,磷矿资源主要集中在湖北、贵州、云南、四川、湖南等地区。我国是磷矿石生产大国,根据国家统计局数据显示,2022年我国磷矿石产量为1.05亿吨。我国磷矿石资源丰富,红磷、黑磷供应充足,利好磷基负极材料市场发展。
作为新一代负极材料,全球磷基负极材料研究还不够深入,在反应机理、导电性能、体积膨胀等方面仍需进一步探索。根据新思界产业研究中心发布的《
2023-2027年磷基负极材料行业市场深度调研及投资前景预测分析报告》显示,目前磷基负极材料相关研究机构有加拿大国立科学研究院、中国科学技术大学、中国科学院大连化学物理研究所等。磷基负极材料本身也存在一定局限性,为优化其性能,研究人员常将磷基材料与石墨烯、碳纳米管、多孔碳等碳材料复合,此外磷基负极材料优化方法还包括纳米化、表/界面优化、改性优化等。
新思界
行业分析人士表示,磷基负极材料是新一代高性能负极材料,具有储钠比容量高、循环寿命长、原材料供应充足等优势,在动力电池、储能化学、超级快充等领域应用前景广阔。目前磷基负极材料仍处于研究阶段,未来随着研究深入、性能优化以及动力电池需求升级,磷基负极材料有望逐渐实现产业化。