鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰發(fā)展分析

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1、鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰發(fā)展分析國(guó)際能源網(wǎng)訊：電動(dòng)汽車行業(yè)發(fā)展可謂風(fēng)起云涌，而車用動(dòng)力電池作為其中的重要組成部分，已經(jīng)引起學(xué)術(shù)界、投資界和產(chǎn)業(yè)界的高度關(guān)注。目前，已經(jīng)在各種車輛上實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的電池種類主要有鉛酸電池、鎳氫電池與鋰離子電池3種，由于鉛酸電池污染大、克容量小，其成本優(yōu)勢(shì)不足以抵消其劣勢(shì)，故在車輛動(dòng)力方面至今僅在小型電動(dòng)自行車等領(lǐng)域得以應(yīng)用；鎳氫電池現(xiàn)為混合動(dòng)力汽車領(lǐng)域應(yīng)用的主要產(chǎn)品，其制造工藝成熟，購(gòu)置和使用成本較低，故而在短期內(nèi)仍將是混合動(dòng)力汽車的首選，但其自放電率高、比能量較小，記憶效應(yīng)和充電發(fā)熱等

2、方面的問(wèn)題直接影響到該電池的使用，這些缺點(diǎn)的存在使鎳氫電池可能只是作為過(guò)渡產(chǎn)品存在；鋰離子電池是90年代發(fā)展起來(lái)的高容量可充電電池，能夠比鎳氫電池存儲(chǔ)更多的能量，比能量大、循環(huán)壽命長(zhǎng)、自放電率小、無(wú)記憶效應(yīng)，能夠滿足對(duì)體積、壽命、功率等要求較高的乘用車方面的需求，已成為今后純電動(dòng)汽車應(yīng)用的理想產(chǎn)品。鋰離子電池的正極材料種類較多，主要品種有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳錳鈷三元材料及磷酸鐵鋰等，其中鈷酸鋰是現(xiàn)有正極材料中工業(yè)化程度最高、技術(shù)最成熟、產(chǎn)量最大的品種，主要用于手機(jī)、數(shù)碼產(chǎn)品等小型電池領(lǐng)域，但由于原材料鈷和鎳金屬的價(jià)

3、格高昂，污染較重，且電池在大型化后，會(huì)有過(guò)熱著火或爆炸的危險(xiǎn)。故相對(duì)而言，正極材料為錳酸鋰、三元材料和磷酸鐵鋰的鋰離子電池安全性能更好，成本更為低廉，所以目前產(chǎn)業(yè)的投入主要集中于這幾種材料之上。其中，磷酸鐵鋰由于具有另外兩種材料所不具備的循環(huán)壽命和材料成本方面的潛在優(yōu)勢(shì)，而被業(yè)界普遍看好，代表著動(dòng)力電池正極材料的未來(lái)發(fā)展方向，三種正極材料性能比較見(jiàn)表1。表1.三種正極材料性能比較鈷酸鋰磷酸鐵鋰三元材料-3振實(shí)密度/g·cm2.8～3.00.7～1.4約2.12比表面積/m·g-10.4～0.612～20約0.5初

4、始克容量/mAh·g-1135～140150140～160電壓平臺(tái)/v3.63.23.8～4.2循環(huán)壽命500次2000次800次原料成本高低一般制造工藝成熟不成熟、工藝難度高較成熟環(huán)保性含鈷好一般安全性能有隱患好好適用領(lǐng)域小型電池動(dòng)力電池動(dòng)力電池國(guó)際上主要的磷酸鐵鋰電池材料生產(chǎn)廠商有加拿大Phostech、美國(guó)Valence、美國(guó)A123、臺(tái)灣地區(qū)的臺(tái)塑長(zhǎng)園能源科技、立凱（Aleees）等，其中，前3家企業(yè)掌握著較為成熟的量產(chǎn)技術(shù)。2008年全球磷酸鐵鋰出貨量為1500噸左右，其中美國(guó)A123公司供應(yīng)750噸，

5、幾乎占了一半的份額，國(guó)內(nèi)廠商供應(yīng)量只有幾百噸，2009年全球磷酸鐵鋰出貨量約為1600噸，2010年全球磷酸鐵鋰出貨量為1370噸左右。另統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)磷酸鐵鋰正極材料廠商超過(guò)60家，實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)的企業(yè)接近20家，呈現(xiàn)“諸侯混戰(zhàn)”的局面。從公開(kāi)資料統(tǒng)計(jì)來(lái)看，全國(guó)磷酸鐵鋰總產(chǎn)能約6400噸/年，但實(shí)際產(chǎn)量遠(yuǎn)低于產(chǎn)能（不足產(chǎn)能的1/10），國(guó)內(nèi)主要磷酸鐵鋰生產(chǎn)企業(yè)及設(shè)計(jì)產(chǎn)能見(jiàn)表2。表2.國(guó)內(nèi)主要磷酸鐵鋰生產(chǎn)企業(yè)及設(shè)計(jì)產(chǎn)能，噸/年企業(yè)名稱設(shè)計(jì)產(chǎn)能實(shí)際情況深圳貝特瑞新能源材料股份有限公司800實(shí)際批量生產(chǎn)，供貨量10噸/

6、月天津斯特蘭能源科技有限公司50014條生產(chǎn)線，產(chǎn)量14噸/月北大先行科技產(chǎn)業(yè)有限公司500實(shí)際產(chǎn)量約10噸/月合肥國(guó)軒高科動(dòng)力能源有限公司500實(shí)際產(chǎn)量遠(yuǎn)低于產(chǎn)能湖南浩潤(rùn)科技有限公司500恒正科技(蘇州)有限公司500臨沂杰能新能源材料有限公司400深圳天驕科技開(kāi)發(fā)有限公司350湖南瑞翔新材料股份有限公司300新鄉(xiāng)華鑫能源材料股份有限公司240實(shí)際投產(chǎn)產(chǎn)能10噸/月左右北京鋰先鋒科技發(fā)展有限公司200煙臺(tái)卓能電池材料有限公司200新鄉(xiāng)市創(chuàng)佳電源材料有限公司200西安鐵虎能源新材料有限公司200總體來(lái)說(shuō)，我國(guó)磷酸

7、鐵鋰的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展與國(guó)際基本同步，目前國(guó)內(nèi)部分產(chǎn)品的成本比國(guó)外同類產(chǎn)品要低，在性能、單位產(chǎn)能方面的差距并非遙不可及，但也該冷靜的看到，國(guó)內(nèi)目前尚未誕生真正的領(lǐng)軍企業(yè)，行業(yè)缺乏原始創(chuàng)新技術(shù)，低端跟風(fēng)模仿風(fēng)氣較盛，整體來(lái)看，磷酸鐵鋰材料行業(yè)處于產(chǎn)業(yè)化臨界點(diǎn)之下。未來(lái)隨著磷酸鐵鋰生產(chǎn)技術(shù)的不斷完善，其市場(chǎng)前景依然為產(chǎn)業(yè)界所看好，除電動(dòng)汽車、自行車、代步車和電動(dòng)工具市場(chǎng)外，磷酸鐵鋰電池在風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電儲(chǔ)能裝置，礦燈電源和植入性醫(yī)療器械領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用前景。通過(guò)靜態(tài)測(cè)算可以得出結(jié)論，磷酸鐵鋰電池在未來(lái)5～7年內(nèi)，若根據(jù)

8、10%～20%的產(chǎn)品滲透率計(jì)算，國(guó)內(nèi)僅僅在電動(dòng)汽車、電動(dòng)工具、電動(dòng)自行車和電動(dòng)代步車這4個(gè)領(lǐng)域就擁有大約150億元的市場(chǎng)規(guī)模，其中磷酸鐵鋰材料本身占到電池成本的30%左右，對(duì)應(yīng)約45億元的市場(chǎng)規(guī)模，年需求量可望達(dá)到3萬(wàn)噸。存在問(wèn)題：1.專利專利侵權(quán)問(wèn)題。一場(chǎng)專利“纏訟”牽動(dòng)著業(yè)內(nèi)人士的敏感神經(jīng)——橄欖石結(jié)構(gòu)磷酸鐵鋰（LiFePO4）誕生于美國(guó)得州大學(xué)，得州大學(xué)于1997年