中國(guó)粉體網(wǎng)訊 2019年開始,，隨著寧德時(shí)代CTP及比亞迪“刀片電池”等電池結(jié)構(gòu)技術(shù)的創(chuàng)新,，磷酸鐵鋰正極材料憑借高性價(jià)比在動(dòng)力乘用車領(lǐng)域得到快速發(fā)展。展望未來,，受益于儲(chǔ)能行業(yè)的高速成長(zhǎng)以及鐵鋰電池在海外動(dòng)力領(lǐng)域的滲透率提升,，預(yù)計(jì)磷酸鐵鋰正極材料未來需求空間大、增速快,，行業(yè)有望打開長(zhǎng)期成長(zhǎng)空間,。中國(guó)粉體網(wǎng)記者特邀河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)保材料研究所梁廣川教授進(jìn)行線上問答，深度剖析磷酸鐵鋰材料性能及行業(yè)未來發(fā)展趨勢(shì),。
中國(guó)粉體網(wǎng)記者：從磷酸鐵鋰材料的粉體特征分析,，哪些參數(shù)是我們可以借助其它手段來提升的？
梁教授：對(duì)于磷酸鐵鋰材料本身,，主要從四個(gè)方面來表征磷酸鐵鋰的性能,，分別是化學(xué)性能、物理性能,、電化學(xué)性能和加工性能,。從這四個(gè)方面分析，我們可以通過多手段來實(shí)現(xiàn)相關(guān)參數(shù)的控制,。比如,，通過粉碎技術(shù)來控制材料粉體的粒度、密度（包括壓實(shí)密度,、振實(shí)密度）等,。通過各種新體系的引入，包括摻雜和包覆,，來提升電池的容量,。另外，還可以通過粒度的控制來改善材料加工性能。這些都是我們提升磷酸鐵鋰材料整體性能可借助的手段,。
中國(guó)粉體網(wǎng)記者：磷酸鐵鋰制備工藝中,，磷酸鐵工藝有望成為磷酸鐵鋰制備的標(biāo)準(zhǔn)工藝。針對(duì)磷酸鐵工藝,，我們還可以進(jìn)行哪些優(yōu)化呢,？
梁教授：磷酸鐵工藝有很多優(yōu)點(diǎn)，包括一次燒成,，出氣量比較小,，產(chǎn)率比較高。受益磷酸鐵鋰賽道的火熱,，國(guó)內(nèi)一些磷礦企業(yè),、鈦白粉企業(yè)都在跨界進(jìn)入磷酸鐵鋰行業(yè)，磷酸鐵工藝成為主流工藝路線,。但是,，磷酸鐵工藝也還存在一些問題，其一就是缺乏對(duì)磷酸鐵材料的標(biāo)準(zhǔn)控制,，比如各個(gè)廠家生產(chǎn)的磷酸鐵的粒度,、微觀形貌、化學(xué)成分都有不同,。因此,，我們呼吁國(guó)內(nèi)盡快完善關(guān)于磷酸鐵材料的工藝標(biāo)準(zhǔn)。有了良好的工藝標(biāo)準(zhǔn)后,，更有利于對(duì)磷酸鐵鋰材料進(jìn)行工藝優(yōu)化,。另外，基于目前磷酸鐵鋰市場(chǎng)供應(yīng)量比較緊缺,，一些電池企業(yè)在使用不同廠家材料的過程中發(fā)現(xiàn),，不同廠家的磷酸鐵鋰材料性能有很大不同。因此,，原料的標(biāo)準(zhǔn)化問題,，以及磷酸鐵鋰材料指標(biāo)（包括物理指標(biāo)、化學(xué)指標(biāo)）,，特別是磷酸鐵材料的球形度和粒度的標(biāo)準(zhǔn)化,，這是亟待解決的問題。
中國(guó)粉體網(wǎng)記者：在磷酸鐵鋰材料的改性研究中,，單一改性方式并不能很好地實(shí)現(xiàn)LiFePO4整體性能的提升,。許多研究是將幾種改性策略的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，制備出電化學(xué)性能更為優(yōu)異的正極材料,。在材料改性這一塊，您能跟我們聊聊嗎,？
梁教授：磷酸鐵鋰本身是復(fù)合材料,，主要材料構(gòu)成包括磷酸鐵,、碳酸鋰和葡萄糖，也是一種多元材料�,，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)對(duì)磷酸鐵鋰改性主要是摻雜和包覆,。所謂摻雜，是用多種其它元素離子對(duì)材料體系進(jìn)行摻雜,，目的是改善材料的電化學(xué)性能,，包括容量、倍率等,，以及改善它的加工性能,。通過元素的摻雜，實(shí)現(xiàn)材料燒結(jié)過程中粒徑的變化,，改善加工性能,。包覆，不僅僅是碳包覆,，還有無機(jī)非金屬材料顆粒包覆,、有機(jī)導(dǎo)電高分子體系包覆等。目前這些技術(shù)在更新迭代中,，并且這些包覆技術(shù),，從行業(yè)看大部分都是各個(gè)廠家的獨(dú)有技術(shù)。現(xiàn)在在學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)還看不到這些包覆,、摻雜的結(jié)果,。這個(gè)迫切需要行業(yè)內(nèi)能有一些共性的技術(shù)，并且相互加強(qiáng)技術(shù)交流,，省去一些廠家單獨(dú)去重復(fù)摸索這些工作,，造成社會(huì)資源的浪費(fèi)。
中國(guó)粉體網(wǎng)記者：對(duì)于磷酸鐵鋰材料的高值化發(fā)展,，未來主要有哪些方面,？
梁教授：磷酸鐵鋰材料正朝向快速工業(yè)化的方向發(fā)展。在應(yīng)用方面,，磷酸鐵鋰有許多特殊的應(yīng)用場(chǎng)合,，比如高比容量的場(chǎng)合、超低溫或者超高溫的的場(chǎng)合,。企業(yè)在做電池的時(shí)候,，經(jīng)常需要針對(duì)某個(gè)具體特征選擇磷酸鐵鋰材料。目前市場(chǎng)上還缺乏這種高定制化的磷酸鐵鋰材料,。市面上材料同質(zhì)化嚴(yán)重,，尤其缺乏準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。預(yù)計(jì)未來磷酸鐵鋰高值化發(fā)展，將朝專業(yè)化,、精細(xì)化的方向發(fā)展,。比如開發(fā)一些高容量的材料、高壓實(shí)的材料分別去對(duì)應(yīng)電動(dòng)汽車需高比能動(dòng)力電池,，高固含量的材料,、低表面積的材料適用于水系制漿等場(chǎng)合，高倍率材料,、超低溫材料等都是材料的專業(yè)特征對(duì)應(yīng)的材料,。因此，建議磷酸鐵鋰材料企業(yè)加強(qiáng)研發(fā),，采用適合于自己的技術(shù),，去做一些獨(dú)特性材料的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，少做大眾化,、雷同的產(chǎn)品,。
中國(guó)粉體網(wǎng)記者：在磷酸鐵鋰市場(chǎng)持續(xù)火爆的背景下，已有10多家上市企業(yè)先后跨界布局,，集中在磷化工企業(yè)及鈦白粉企業(yè),。在這兩類企業(yè)中，哪種跨界更容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能,？
梁教授：從材料的角度分析,，都是比較容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能的企業(yè)。因?yàn)檫@兩種企業(yè)都掌握著上游資源,，即磷化工企業(yè)掌握著磷源,、鈦白粉企業(yè)掌握著鐵源。但是,，目前為止,，它們都不太容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的產(chǎn)能擴(kuò)張。主要核心問題還是同質(zhì)化現(xiàn)象突出�,，F(xiàn)在行業(yè)內(nèi)大部分材料都是根據(jù)成熟配方做出的,，但是能否滿足具體客戶的要求，比如比亞迪的需求,、寧德時(shí)代的需求,，差異性在哪，企業(yè)如何滿足特定客戶需求等,。從客戶的角度做磷酸鐵鋰材料,，對(duì)于注重研發(fā)的企業(yè)更容易實(shí)現(xiàn)自己的產(chǎn)能。據(jù)我所知,，像我們公司,，經(jīng)常用一些特定場(chǎng)合的磷酸鐵鋰電池和材料,，但是實(shí)際找起來很費(fèi)勁。因此,，希望材料企業(yè)做一些有特點(diǎn)的材料,，這是一個(gè)比較好的路徑。
中國(guó)粉體網(wǎng)記者：與之前幾年相比,，2022年磷酸鐵鋰產(chǎn)能擴(kuò)張速度更快，預(yù)計(jì)到2022年底全國(guó)磷酸鐵鋰可利用產(chǎn)能將達(dá)到近300萬噸,，這300萬噸產(chǎn)能也足以滿足2025年下游需求,。您是怎么看待這個(gè)“產(chǎn)能過剩”問題,？
梁教授：“產(chǎn)能過�,！保F(xiàn)在談?wù)撨@個(gè)問題尚早,。實(shí)際上,，從整個(gè)國(guó)家需求分析，電池汽車產(chǎn)業(yè),、儲(chǔ)能電池產(chǎn)業(yè),、甚至電動(dòng)自行車行業(yè)，都對(duì)磷酸鐵鋰材料有很大的需求空間,。未來五年內(nèi),，電動(dòng)自行車行業(yè)的鉛酸電池要替換成磷酸鐵鋰電池，這么算下來,，這些產(chǎn)能還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,，完全不能滿足目前的需求。現(xiàn)在問題的關(guān)鍵是,，鐵鋰電池核心原材料——鋰資源不在中國(guó),。這個(gè)問題的解決方案，依賴于我們?nèi)绾稳ラ_發(fā)整個(gè)體系的原料資源,，比如：加強(qiáng)國(guó)內(nèi)的地質(zhì)勘探,，保證鋰資源的供應(yīng)。如果現(xiàn)在磷酸鐵鋰材料達(dá)到300萬噸,，按照接近1/4產(chǎn)能計(jì)算,，每年對(duì)碳酸鋰的需求將近七八十萬噸。而現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外能提供的碳酸鋰產(chǎn)能也就10萬噸左右,。這個(gè)巨大的缺口主要體現(xiàn)在原材料供應(yīng)上,，因此需要警惕原材料短缺問題。有些企業(yè)可能不考慮這些,，先把產(chǎn)能建起來,，后期很可能找不到原料,。整體上來說，磷酸鐵鋰擴(kuò)產(chǎn)需要一個(gè)降溫的過程,，真正的產(chǎn)能會(huì)受到國(guó)家一些政策方針的影響,，比如碳中和碳達(dá)峰，這種政策對(duì)磷酸鐵鋰產(chǎn)能的需求是非常大的,。
中國(guó)粉體網(wǎng)記者：相比國(guó)內(nèi)磷酸鐵鋰賽道火熱,，國(guó)外磷酸鐵鋰市場(chǎng)發(fā)展空間是什么情形？
梁教授：國(guó)外基本上沒有產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),。目前對(duì)于磷酸鐵鋰行業(yè),，其主要的產(chǎn)能、消費(fèi)都在中國(guó),。對(duì)于鋰電池,，幾乎60-70%的產(chǎn)能都在中國(guó)，而對(duì)于磷酸鐵鋰材料,，幾乎95%以上的產(chǎn)能都在中國(guó),。中國(guó)經(jīng)過二十多年的發(fā)展，所有的磷酸鐵鋰產(chǎn)業(yè)鏈,，包括原料,、材料、設(shè)備,、檢測(cè),、人才儲(chǔ)備和經(jīng)驗(yàn)，都有一個(gè)充分的空間儲(chǔ)備,。國(guó)外現(xiàn)在剛剛起步,，即使有磷酸鐵鋰市場(chǎng)，它們的設(shè)備,、人才也基本上是從中國(guó)引進(jìn)過去的,。未來5-10年內(nèi)，國(guó)外磷酸鐵鋰市場(chǎng)還形成不了很大的發(fā)展空間,。因此,，對(duì)于磷酸鐵鋰企業(yè)來說，還是需要立足國(guó)內(nèi),，精耕細(xì)作,，扎實(shí)進(jìn)行這方面的工作。
中國(guó)粉體網(wǎng)記者：如果將磷酸鐵鋰用于未來的固態(tài)電池正極材料,，對(duì)于磷酸鐵鋰材料,，需要有哪些改進(jìn)呢？
梁教授：固態(tài)電池目前是國(guó)內(nèi)電池發(fā)展特別熱的一個(gè)賽道,，很多企業(yè)都在做固態(tài)電池,。但是,，固態(tài)電池的目標(biāo)瞄準(zhǔn)的是高比容量電池。為了提升它的比容量,，電池的主要體系是用金屬鋰來做負(fù)極,，用高電壓、高克容量的材料做正極材料,，這樣才能實(shí)現(xiàn)比容量的大幅度提升,。根據(jù)《中國(guó)制造2025》明確的動(dòng)力電池發(fā)展規(guī)劃，2030年,，電池能量密度達(dá)到500Wh/kg,。磷酸鐵鋰電池由于電壓低在固態(tài)電池中沒有優(yōu)勢(shì)。如果將鐵鋰電池比作牛,，其應(yīng)用應(yīng)在出力大、負(fù)重大的場(chǎng)合,，而不是用在賽馬跑得快的場(chǎng)合,。因此，磷酸鐵鋰電池將來主要應(yīng)用在液態(tài)電池的儲(chǔ)能和汽車領(lǐng)域,。簡(jiǎn)而言之,，在固態(tài)電池方向，磷酸鐵鋰材料沒有優(yōu)勢(shì),。
中國(guó)粉體網(wǎng)記者：非常感謝梁教授接受我們的線上訪談,，謝謝！
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/青黎）
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