鉅大LARGE | 點擊量：1042次 | 2021年08月05日
有關(guān)鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰發(fā)展介紹
鋰離子電池的正極材料種類較多，首要種類有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳錳鈷三元材料及磷酸鐵鋰等，其間鈷酸鋰是現(xiàn)有正極材料中工業(yè)化程度最高、技能最老練、產(chǎn)值最大的種類，首要用于手機、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格昂揚，污染較重，且電池在大型化后，會有過熱著火或爆破的風險。故相對而言，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功能更好，本錢更為低價，所以今朝工業(yè)的投入首要聚集于這幾種材料之上。其間，磷酸鐵鋰由于具有另外兩種材料所不具備的循環(huán)壽數(shù)和材料本錢方面的潛在優(yōu)點，而被業(yè)界遍及看好，代表著動力鋰離子電池正極材料的將來開展方向，三種正極材料功能比較見表1。
世界上首要的磷酸鐵鋰離子電池材料生產(chǎn)廠商有加拿大Phostech、美國Valence、美國A123、地區(qū)的臺塑長園動力科技、立凱（Aleees）等，其間，前3家公司把握著較為老練的量產(chǎn)技能。2008年全球磷酸鐵鋰出貨量為1500噸左右，其間美國A123公司供給750噸，幾乎占了一半的份額，國內(nèi)廠商供給量惟有幾百噸，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，今朝國內(nèi)磷酸鐵鋰正極材料廠商超越60家，實現(xiàn)批量生產(chǎn)的公司挨近20家，出現(xiàn)諸侯混戰(zhàn)的局面。
總體來說，我國磷酸鐵鋰的工業(yè)化開展與世界基本同步，今朝國內(nèi)部分產(chǎn)品的本錢比國外同類產(chǎn)品要低，在功能、單位產(chǎn)量方面的距離并非遙不行及，但也該從容的看到，國內(nèi)今朝尚未誕生真正的領(lǐng)軍公司，職業(yè)缺少原始創(chuàng)新技能，低端跟風仿照習尚較盛，全體來看，磷酸鐵鋰材料職業(yè)處于工業(yè)化臨界點之下。將來隨著磷酸鐵鋰生產(chǎn)技能的不斷完善，其市場遠景依然為工業(yè)界所看好，除電動轎車、自行車、代步車和電動工具市場外，磷酸鐵鋰離子電池在風電、太陽能發(fā)電儲能裝置，礦燈電源和植入性醫(yī)療器械領(lǐng)域也有著廣泛的使用遠景。經(jīng)過靜態(tài)測算可以得出結(jié)論，磷酸鐵鋰離子電池在將來5～7年內(nèi)，若根據(jù)10%～20%的產(chǎn)品滲透率計算，國內(nèi)僅僅在電動轎車、電動工具、電動自行車和電動代步車這4個領(lǐng)域就擁有約莫150億元的市場規(guī)劃，其間磷酸鐵鋰材料本身占到電池本錢的30%左右，對應約45億元的市場規(guī)劃，年需求量可望到達3萬噸。
存在問題：
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
1.專利專利侵權(quán)問題。一場專利纏訟觸動著業(yè)內(nèi)人士的敏感神經(jīng)橄欖石結(jié)構(gòu)磷酸鐵鋰（LiFePO4）誕生于美國得州大學，得州大學于1997年對磷酸鐵鋰的晶體結(jié)構(gòu)與化學分子式申請了專利，后將專利授予加拿大自來水公司Hydro-Quebec（H-Q）及其下屬公司Phostech使用。2005年全球最大電動工具廠商blackDecker(bD)推出一款使用磷酸鐵鋰離子電池的無電線電動工具，在歐美熱賣。2006年九月，得州大學及加拿大Phostech對bD及電池制作商A123公司提起，指控其未獲授權(quán)制作與出售侵權(quán)產(chǎn)品。A123以為自己的正極材料有不同的晶體結(jié)構(gòu)和化學分子式，不存在專利侵權(quán)問題，今朝仍在審理，但性質(zhì)已從大學和公司的專利糾紛轉(zhuǎn)變?yōu)榭鐕鴮＠?。由于通用轎車的Volt電動汽車將選用A123供給的磷酸鐵鋰離子電池，若A123被判侵權(quán)，則意味著通用也構(gòu)成侵權(quán)，因而從更大的范圍來講，判定結(jié)果將影響美國乃至全球電動汽車市場的開展格式。爾后，又發(fā)生了多起相關(guān)專利事件，結(jié)果無一例外的是加拿大Phostech方面取得終究成功。
今朝，在磷酸鐵鋰離子電池和材料領(lǐng)域，有兩大中心技能專利，其間一個是包敷碳技能，另一個是碳熱還原技能，前者由加拿大Phostech公司擁有獨家使用權(quán)，并且現(xiàn)已在我國申請專利，后者的專利權(quán)由美國A123公司所有，今朝尚未在我國申請專利，但是美國A123公司現(xiàn)已在姑蘇成立了2家公司，別離負責磷酸鐵鋰材料的生產(chǎn)和電池制作，隨著A123等公司搶占市場步伐的加快，專利問題現(xiàn)已很實際地擺在了國內(nèi)廠家面前。
事實上，專利權(quán)之爭短時間內(nèi)對我國國內(nèi)出售并無影響，但從長時間來看，其將成為職業(yè)開展的巨大危險。今朝國內(nèi)大部分生產(chǎn)廠商只把握磷酸鐵鋰技能和出產(chǎn)工藝，沒有世界專利，不管得州大學與A123專利的哪一方取勝，國內(nèi)磷酸鐵鋰公司今后或許都將會面對昂揚的專利答應費用。2010年六月十二日，我國政法大學知識產(chǎn)權(quán)研究中心受我國電池工業(yè)協(xié)會托付，已向國家專利復審委員會對Phostech公司持有的磷酸鐵鋰離子電池專利提出了無效祈求，現(xiàn)已受理。雖然磷酸鐵鋰專利事件還會繼續(xù)相當長的一段時間才干見分曉，但最緊要的是，職業(yè)應從中吸取教訓，把研發(fā)作為中心，加大投入，一起加快國內(nèi)專利申請，并將關(guān)鍵技能向國外申請專利。
2.共同性難題須破解。國產(chǎn)磷酸鐵鋰正極材料存在不同程度的質(zhì)量問題，其首要表今朝質(zhì)量共同性難以保證等方面。此前，國內(nèi)部分大型鋰離子電池制作商從磷酸鐵鋰材料平均粒徑、電極出產(chǎn)性、電極壓實密度、踐行比容量、循環(huán)壽數(shù)、倍率放電、溫度特性、安全性等方面對國內(nèi)幾個磷酸鐵鋰材料供給商和Valence等國外供給商所供給的材料進行了十分系統(tǒng)的試驗點評，試驗數(shù)據(jù)客觀地標明：國內(nèi)磷酸鐵鋰產(chǎn)品與Valence等國外供給商產(chǎn)品相比仍有不少距離，且同一供給商供給的產(chǎn)品質(zhì)量批次共同性差異較大、重復性很差。
究其原由，首戰(zhàn)之地的是技能未吃透，磷酸鐵鋰對組成工藝條件的敏感性遠遠大于今朝工業(yè)化的其他正極材料，即組成的工藝條件要做到嚴格共同才干保證批次的穩(wěn)定性。國內(nèi)公司在未吃透技能的條件下盲目生產(chǎn)，其產(chǎn)品自然存在先天缺乏現(xiàn)象；其次，科研成果轉(zhuǎn)化存在聯(lián)接問題，從科研成果向中試過渡和從中試向批生產(chǎn)過渡進程期間，缺少工藝技能系統(tǒng)工程規(guī)劃的理念；此外，國內(nèi)的材料廠商的生產(chǎn)進程辦理精密度較低，缺少蘊含工序、作業(yè)、采購、檢驗等環(huán)節(jié)在內(nèi)的規(guī)范化、標準化技能和辦理體系，也是造成產(chǎn)品共同性低的緊要原由。
3.出資影響洗牌競爭。從現(xiàn)有情況來看，我國車用動力鋰離子電池基本都處于研發(fā)、試驗階段，尚未實現(xiàn)大批量生產(chǎn)，短時間內(nèi)動力鋰離子電池公司不太可能實現(xiàn)盈利，故而上游材料公司多按需生產(chǎn)，其規(guī)劃也遠未到達規(guī)劃化生產(chǎn)的程度。然而，職業(yè)概念的炒作現(xiàn)已點燃了出資的熱情，我國車用鋰離子電池實際的有用產(chǎn)量缺乏成為了最佳沖破口，此外，在當?shù)亟?jīng)濟利益的唆使下，政府大開綠燈，民間出資也仿佛都是各取所需，大有圈地之嫌，動輒數(shù)億的出資項目遍地開花，職業(yè)現(xiàn)已顯示生產(chǎn)量過剩的端倪。有材料顯示，到2010年，我國動力鋰離子電池產(chǎn)量20億Ah，首要散布在珠三角、長三角、東三省和京津唐等轎車工業(yè)集合區(qū)，在2015年前，動力鋰離子電池及其上游材料工業(yè)出資仍將大步向前。預計在一系列出資影響下，2015年我國動力鋰離子電池產(chǎn)量將到達39億Ah，而我國當年EV/PHEV乘用車和電動商用車產(chǎn)值預計為12萬輛左右，需耗費鋰離子電池約9億Ah，這僅占動力鋰離子電池產(chǎn)量的23％。多方出資的磷酸鐵鋰工業(yè)如其他新興工業(yè)相同，在開展到必定階段之后，洗牌在所難免，唯有重視技能堆集、理性出資、精密化辦理和市場運作的公司方能大浪淘沙始見金。
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