中國粉體網(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？ 

近三個月鈷價格走勢圖 

一、關于磷酸鐵鋰

2013年初，萬向集團收購了美國最大的低壓鋰電池供應商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。在市場發(fā)展下，對磷酸鐵鋰電池在低溫和高功率特性下的要求不斷提高，要求達到持續(xù)時間更長的的生命周期。自此磷酸鐵鋰在中國的新能源領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，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)對比表：

各正極材料的參數(shù)對比表

1、磷酸鐵鋰的優(yōu)勢

下面我們對鋰電池的正極材料作簡要的分析。

鋰電池工作簡略圖 

磷酸鐵鋰作為正極材料在世界已經(jīng)十分普遍，國外代表企業(yè)：A123（現(xiàn)已被萬向收購），國內(nèi)代表企業(yè)：深圳的比亞迪。磷酸鐵鋰的優(yōu)勢主要體現(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也不會像鈷酸鋰一樣結構崩塌發(fā)熱或是形成強氧化性物質，因此擁有良好的安全性。

廉價性  

磷酸鐵鋰的存量豐富，價格低廉，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，完全符合我國可持續(xù)發(fā)展的理念。

超長壽命 

磷酸鐵鋰電池循環(huán)壽命可達2000次，壽命長。

2、磷酸鐵鋰的缺點

鋰電池結構圖

萬向集團董事長魯冠球曾表示，“電池的進步往往是突破性的，是選擇用什么材料的問題，這就導致其具有很強的顛覆性，所以投資風險很大�，F(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，磷酸鐵鋰的缺點也暴露無遺，成為專家們突破不了的瓶頸。

磷酸鐵鋰的缺點：

易短路 

燒結過程中，氧化鐵在高溫還原性氣氛下存在被還原成單質鐵的可能性。單質鐵會引起電池的微短路，是電池中最忌諱的物質。

振實密度與壓實密度很低  

由于這一性能的缺陷導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是一個復雜的多相反應，有固相磷酸鹽、鐵的氧化物以及鋰鹽，外加碳的前驅體以及還原性氣相。在這一復雜的反應過程中，很難保證反應的一致性。

磷酸鋰電池的比能量、比功率以及運行電壓也相對較低

二、三元材料“破禁”

根據(jù)當前的發(fā)展勢頭，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)電動汽車的公司特斯拉生產(chǎn)的電動汽車就是選用的三元鋰電池，特斯拉電池技術總監(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

對于三元材料的穩(wěn)定性相對較差的缺點，各個公司都給予電池組全方位的防護，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產(chǎn)情況發(fā)現(xiàn)，19個項目公布的投資總額超358億元。而另一家機構統(tǒng)計，僅今年前兩月，三元鋰電投資額就超200億元。

四、小結

對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大的勢頭。三元動力電池成為重要的發(fā)展方向，對鈷金屬的需求量必將大幅上升，而由于供給端有限，鈷價有望繼續(xù)上漲。2017 年，新能源汽車補貼大幅降低，產(chǎn)業(yè)鏈多方協(xié)商解決價格問題。以普通混合動力為代表的節(jié)能汽車增長強勁，值得期待。所以，電池不同技術路線的競爭和核心技術性能的突破才剛剛開始。