در حالي كه گرافيت مصنوعي همچنان استيلاي خود را براي آندهاي باتري حفظ كرده، گرافيت طبيعي نيز وارد عرصه رقابت شده است.
ماهنامه پردازش: بخش آندهاي باتري همواره تحت سيطره مواد پايه كربن بوده كه از ميكرومهرههاي مزوكربن (microbeads Mesocarbon (MCMB تا گرافيت طبيعي و نهايتاً گرافيت مصنوعي را در برميگيرند. به گفته حاضران در اين صنعت، در كوتاهمدت، گرافيت مصنوعي سهم برتر را در اين بخش به دست آورد در حالي كه سهم بازار گرافيت طبيعي همچنان به صورت تدريجي رو به رشد است.
چين توليدكننده اصلي باتري خودروهاي برقي (EV) است به طوري كه توليد داخلي باتريهاي « ليتيوم يوني » آن با قدرت ۶۵ گيگاواتساعت در سال ۲۰۱۸، ۶۱/۳ سهم كل بازار جهان را تشكيل ميداد.
باتريهاي « ليتيوم يوني » از يك كاتد، يك آند و يك الكترولايت به عنوان رسانا (كنداكتور) استفاده ميكند. مواد آند، ۲۵ تا ۲۸ درصد كل هزينههاي توليد هر باتري « ليتيو م يوني »
را تشكيل ميدهند.
به گفته تحليلگران بازار، چين حدود ۲۶۵،۰۰۰ تن محمولههاي مواد آند را در سال ۲۰۱۹ ثبت كرد كه حدود ۷۹ درصد آن گرافيت مصنوعي يا تركيبي و مابقي آن گرافيت تقريباً طبيعي بود. شركتكنندگان در بازار عمدتاً بر اين باور هستند كه در كوتاهمدت، گرافيت محور روندهاي اصلي در بخش آند خواهد بود. اين شامل هر دو نوع گرافيت مصنوعي و طبيعي است زيرا اين دو ماده به صورت تجاري توليد و مصرف ميشوند.
مصنوعي در برابر طبيعي
بحث درباره استفاده از گرافيت طبيعي و مصنوعي در آندها همچنان در سطح صنعت ادامه دارد.
يك توليدكننده گرافيت ورقهاي در چين ميگويد” گرافيت مصنوعي و گرافيت طبيعي
مزاياي ويژه خود را در توليد مواد آند اثبات كردهاند. براي مناسب بودن به عنوان ماده آندي در باتري هاي ليتيومي، شرايط ذيل بايد محقق شوند:
ظرفيت بالاي شارژ و دشارژ (هر واحد وزني يا حجمي)؛ از دست دادن ميزان پايين ظرفيت
برگشت ناپذير براي تضمين استفاده بلندمدت از باتري؛ چرخه عالي شارژ و دشارژ؛ رسانايي الكتريكي بالا؛ مواد دوست دار محيط زيست؛ و سهولت تأمين با قيمت پايين.
همين توليدكننده ميافزايد: يافتن موادي كه متناسب با همه الزامات باشند، به ندرت اتفاق ميافتد. اما گرافيت مصنوعي داراي برتري در چرخه عملكرد خود به دليل طول عمر بالاتر، كارآيي در فرآيند شارژ و دشارژ و سازگاري با الكترولايتها است. اين بدان معنا است كه استفاده از آن در بازار باتر يهاي برقي و بازار مصرف نهايي بسيار رايج است.
گرافيت مصنوعي با گرم كردن پيشسازهاي كربن (همانند نفت خام، قطران زغالسنگ و كُك) در دمايي بالاتر از دو هزار ۸۰۰ درجه سانتيگراد توليد ميشود. اين به معناي هزينههاي بالاي انرژي در فرآيند توليد است. همين توليدكننده ميافزايد:
گرافيت طبيعي كه از معادن طبيعي استخراج ميشود، از جمله ديگر مواد آند كربني با ظرفيت بالا و هزينه پايينتر است.
ارزيابي قيمت گرافيت با درجه خلوص ۹۹/۹۵ درصد و اندازه ۱۵ ميكرون براي تحويل بر روي
عرشه كشتي در چين (فوب چين)، بين دو هزار و ۵۰۰ تا دو هزار و ۶۰۰ دلار در تاريخ ۱۹
مارس بود كه از نيمه دوم اوت ۲۰۱۹ ثابت باقي مانده است. اين گريد، گرافيت طبيعي و فاقد روكش است؛ قبل از استفاده از اين ماده و آمادهشدن براي استفاده در توليد باتري، بايد روی آن روكش كشيده شود. گرافيت طبيعي معمولاً ارزانتر از گرافيت مصنوعي است.
شركتكنندگان در بازار گزارش كردهاند كه قيمت آند گرافيت مصنوعي بين ۴۰ تا ۱۰۰ هزار
يوان (پنج هزار و ۶۳۵ تا ۱۴ هزار و ۵۴ دلار) تا ۲۳ مارس ۲۰۲۰ بوده است.
خصوصيات گرافيت مصنوعي و گرافيت طبيعي مورد استفاده در آندها متفاوت است. يكي از مزاياي گرافيت طبيعي آن است كه معادن گرافيت معمولاً كنسانتره شناور گرافيت ورقهاي با طيف خلوص ۹۰ تا ۹۸ درصد توليد ميكنند. براي توليد گرافيت گريد باتري از اين كنسانتره، گرافيت به حدود ۹۹/۹۵ خالصسازي ميشود و ذرات گرافيت گِرد (كروي) ميشوند كه تحت عنوان گرافيت كروي هم شناخته ميشود تا شكل ذرات تغيير كند و
مساحت سطح آنها كاهش يابد. به طور كلي، يك سطح بزر گتر به معناي طول عمر كمتر و دانسيته انرژي پايينتر است. سپس، به روي گرافيت روكش كشيده ميشود تا ثبات آن بهبود يابد و طول عمر گرافيت افزايش پيدا كند.
يك توليدكننده گرافيت كروي در كينگدائو (Qingdao) ميگويد: در حال حاضر، ما فكر ميكنيم كه گرافيت مصنوعي همچنان سهم اكثريت بازار را عليرغم هزينه پايينتر گرافيت كروي طبيعي در دست دارد.