当前,负极材料企业一般采用针状焦作为原料,通过粉碎、包覆、石墨化等工序制备人造石墨负极。
针状焦基石墨负极的最大优势是克容量高,能显著提高锂离子电池的能量密度。然而,其循环寿命很不理想,无法满足锂离子动力电池的要求。另外,针状焦成本很高,且国产针状焦性能不稳定,不能满足负极产品品质的一致性。
无烟煤具有含碳量高、挥发分低、结构致密、硬度高、燃烧时不冒烟等特征,作为燃料广泛应用于民用、发电和钢铁冶炼中,也可以作为造气和生产合成氨的原料。在炭素生产中,无烟煤常用于生产各种炭块和电极糊,近年来在锂离子电池负极领域的应用也备受关注。
中国科学院山西煤炭化学研究所709课题组早已将目光锁定在负极材料上。不同于国内外使用针状焦系、石油焦系制造负极材料的传统方法,该课题组独辟蹊径,使用无烟煤制造锂电池人造石墨负极材料,并完成煤基快充负极材料的成套技术研发,不久前建成了国内首条吨级试验示范线。
天原股份近日在投资者互动平台上回答投资者提问时,也明确表示,昌能煤矿优质无烟煤可以用作负极材料原料。
经过粗碎、磨粉和石墨化等简单工艺制备的无烟煤基锂离子电池石墨负极材料其石墨颗粒多呈类球形,与常用的针状焦基石墨负极在微观结构上差别很大,但循环数据表明,无烟煤基石墨负极的循环稳定性远优于针状焦基石墨负极。另外,无烟煤基石墨负极在克容量、首次库伦效率和循环性能方面,与上海杉杉动力类负极材料FSN-1处于同一水平。无烟煤具有产量大、来源广泛、价格低廉以及负极制备工艺简单可控的优势,可以作为动力类锂离子电池石墨负极材料的原料。