中國(guó)粉體網(wǎng)訊 眾所周知,,近幾年比亞迪一直推崇磷酸鐵鋰作為正極材料,然而,,2016年比亞迪公司聲明開始嘗試使用三元材料作為鋰電正極材料,。2017年以來,三元材料被炒得火熱,鈷的價(jià)格只增不減,,這是否就意味著鋰電行業(yè)將棄磷酸鐵鋰推三元材料,?磷酸鐵鋰電池是否還能在鋰電主流中繼續(xù)走下去?
近三個(gè)月鈷價(jià)格走勢(shì)圖
一,、關(guān)于磷酸鐵鋰
2013年初,,萬向集團(tuán)收購(gòu)了美國(guó)最大的低壓鋰電池供應(yīng)商A123,A123在行業(yè)的名望早已不用懷疑,,它在2001年便獲得了納米磷酸鹽專利技術(shù),。在市場(chǎng)發(fā)展下,對(duì)磷酸鐵鋰電池在低溫和高功率特性下的要求不斷提高,,要求達(dá)到持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)的的生命周期,。自此磷酸鐵鋰在中國(guó)的新能源領(lǐng)域作為鋰電池的正極材料一直持續(xù)高溫。
不同的正極材料所含有的主要成分,、能量密度、安全性能方面都有各自的特點(diǎn),,各自的參數(shù)決定的它們的性能,。下圖為各種正極材料的參數(shù)對(duì)比表:
各正極材料的參數(shù)對(duì)比表
1、磷酸鐵鋰的優(yōu)勢(shì)
下面我們對(duì)鋰電池的正極材料作簡(jiǎn)要的分析,。
鋰電池工作簡(jiǎn)略圖
磷酸鐵鋰作為正極材料在世界已經(jīng)十分普遍,,國(guó)外代表企業(yè):A123(現(xiàn)已被萬向收購(gòu)),國(guó)內(nèi)代表企業(yè):深圳的比亞迪,。磷酸鐵鋰的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在:
安全性
磷酸鐵鋰晶體中的P-O鍵穩(wěn)固,,難以分解,即便在高溫或過充時(shí)也不會(huì)像鈷酸鋰一樣結(jié)構(gòu)崩塌發(fā)熱或是形成強(qiáng)氧化性物質(zhì),,因此擁有良好的安全性,。
廉價(jià)性
磷酸鐵鋰的存量豐富,價(jià)格低廉,,這也是眾多企業(yè)所推崇的原因之一,。
綠色環(huán)保
該材料不含任何重金屬和稀有金屬,無毒無污染,,完全符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的理念,。
超長(zhǎng)壽命
磷酸鐵鋰電池循環(huán)壽命可達(dá)2000次,壽命長(zhǎng),。
2,、磷酸鐵鋰的缺點(diǎn)
鋰電池結(jié)構(gòu)圖
萬向集團(tuán)董事長(zhǎng)魯冠球曾表示,“電池的進(jìn)步往往是突破性的,,是選擇用什么材料的問題,,這就導(dǎo)致其具有很強(qiáng)的顛覆性,所以投資風(fēng)險(xiǎn)很大。現(xiàn)在電池不僅是萬向遇到最難的問題,,也是行業(yè)目前無法突破的瓶頸,。”
業(yè)內(nèi)人員隨著人們需求的提升,磷酸鐵鋰的缺點(diǎn)也暴露無遺,,成為專家們突破不了的瓶頸,。
磷酸鐵鋰的缺點(diǎn):
易短路
燒結(jié)過程中,氧化鐵在高溫還原性氣氛下存在被還原成單質(zhì)鐵的可能性,。單質(zhì)鐵會(huì)引起電池的微短路,,是電池中最忌諱的物質(zhì)。
振實(shí)密度與壓實(shí)密度很低
由于這一性能的缺陷導(dǎo)致鋰離子電池的能量密度較低,。低溫性能較差,,即使將其納米化和碳包覆也沒有解決這一問題。產(chǎn)品一致性差,。目前國(guó)內(nèi)還沒有一家磷酸鐵鋰材料廠能夠解決這一問題,。
無法保持一致性
磷酸鐵鋰的合成反應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的多相反應(yīng),有固相磷酸鹽,、鐵的氧化物以及鋰鹽,,外加碳的前驅(qū)體以及還原性氣相。在這一復(fù)雜的反應(yīng)過程中,,很難保證反應(yīng)的一致性,。
磷酸鋰電池的比能量、比功率以及運(yùn)行電壓也相對(duì)較低
二,、三元材料“破禁”
根據(jù)當(dāng)前的發(fā)展勢(shì)頭,,一直傾向于發(fā)展磷酸鐵鋰電池的比亞迪,也開始嘗試使用三元材料,,而專門生產(chǎn)電動(dòng)汽車的公司特斯拉生產(chǎn)的電動(dòng)汽車就是選用的三元鋰電池,,特斯拉電池技術(shù)總監(jiān) Kurt Kelty 給出的選用理由是:
① 能量密度更大且一致性更好。
② 可以有效降低電池系統(tǒng)的成本,。
③ 尺寸小,,可控性和安全性都能不斷提高。
三,、三元材料發(fā)展投資近況
對(duì)于三元材料的穩(wěn)定性相對(duì)較差的缺點(diǎn),,各個(gè)公司都給予電池組全方位的防護(hù),其中采用濕法+涂覆的方法比較安全的解決了三元材料的安全問題,。據(jù)近一年的三元鋰電投資擴(kuò)產(chǎn)情況發(fā)現(xiàn),,19個(gè)項(xiàng)目公布的投資總額超358億元。而另一家機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì),,僅今年前兩月,,三元鋰電投資額就超200億元。
四、小結(jié)
對(duì)于磷酸鋰鐵電池所遇到的根本性問題,,似乎三元材料更能成為未來的電池主流中一股強(qiáng)大的勢(shì)頭,。三元?jiǎng)恿﹄姵爻蔀橹匾陌l(fā)展方向,對(duì)鈷金屬的需求量必將大幅上升,,而由于供給端有限,,鈷價(jià)有望繼續(xù)上漲。2017 年,,新能源汽車補(bǔ)貼大幅降低,,產(chǎn)業(yè)鏈多方協(xié)商解決價(jià)格問題。以普通混合動(dòng)力為代表的節(jié)能汽車增長(zhǎng)強(qiáng)勁,,值得期待,。所以,電池不同技術(shù)路線的競(jìng)爭(zhēng)和核心技術(shù)性能的突破才剛剛開始,。