中國粉體網(wǎng)訊 2018年4月12-13日,在“2018(第三屆)鎳鈷鋰產(chǎn)業(yè)鏈峰會”上,青海泰豐先行鋰能科技有限公司銷售總監(jiān)李梁闡述了高能量密度補貼限制下的磷酸鐵鋰如何破局,并表示,新能源汽車行業(yè)的快速發(fā)展,將給包括磷酸鐵鋰在內(nèi)的所有相關(guān)材料帶來巨大的發(fā)展機遇。
2017年中國EV(電動汽車)市場表現(xiàn):
2017年我國新能源汽車生產(chǎn)約81.1萬輛,銷售77.7萬輛。動力電池裝機總電量約36.24GWh,同比增長29%。
2017年新能源分類裝配電(Gwh)情況
中國電動汽車銷量及電池裝配量趨勢
李梁表示,新能源汽車行業(yè)的快速發(fā)展,將給包括磷酸鐵鋰在內(nèi)的所有相關(guān)材料帶來巨大的發(fā)展機遇,中國動力汽車將拉動正極材料的需求快速增長。
正極材料需求量趨勢
會上,李梁還對磷酸鐵鋰進行了科普。
何為磷酸鐵鋰?
1997年P(guān)adhi和Goodenough發(fā)現(xiàn)具有橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鹽,如磷酸鐵鋰(LiFePO4),簡稱LFP,比傳統(tǒng)的正極材料更具安全性,尤其耐高溫,耐過充電性能遠超過傳統(tǒng)鋰離子電池材料。因此已成為當前主流的動力鋰電池的正極材料。
充電時,鋰離子從FeO6層面間遷移出來,經(jīng)過電解液進入負極,發(fā)生Fe 2+→ Fe 3+的氧化反應,為保持電荷平衡,電子從外電路到達負極。放電時則發(fā)生還原反應,與上述過程相反。即:
充電時:LiFePO4-xLi+-xe―→xFePO4+(1x)LiFePO4
放電時:FePO4+xLi++xe―→xLiFePO4+(1-x)FePO4
磷酸鐵鋰的制備產(chǎn)業(yè)發(fā)展:
自20世紀90年代末,橄欖石型磷酸鐵鋰材料的研究獲得全球范圍內(nèi)廣泛的重視。其合成方法有多種,包括共沉淀法,固相合成法,水熱溶劑法等,固相合成法目前最為普遍。
通過近20年的發(fā)展,尤其是2012年以來,伴隨中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速拉動,截止2017年全球范圍內(nèi)已經(jīng)形成了近10萬噸的磷酸鐵鋰的產(chǎn)能。然而更多的挑戰(zhàn)在與跟上終端越來越苛刻的要求,對磷酸鐵鋰特性優(yōu)勢的更高追求和對其缺陷的彌補成為兩個主要方向,需要對材料進行不斷的改進。
磷酸鐵鋰的改進方向:
LiFePO4雖然具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,安全,無污染且價格便宜等優(yōu)點,但李梁表示還是存在著鋰離子的擴散系數(shù)小,電子導電率低等缺點,導致其室溫下的循環(huán)性能以及高倍充放電性能不是很好。針對LiFePO4材料導電性差的特點,目前業(yè)界主要從以下幾個方面的措施來改善:
國家補貼政策的導向:
中國新能源汽車補貼政策,長期對技術(shù)路線和產(chǎn)業(yè)方向做指引。通過對比2018年最新的新能源客車的比較如下:
單純考慮LFP在新能源客車上的使用,可以看出:
1、材料成本必須大幅下降,這是挑戰(zhàn)也是未來發(fā)展的新機遇;
2、材料的能量密度需要提升,系統(tǒng)達到115Wh/Kg才能拿到補貼;
3、結(jié)合乘用車補貼政策,短期內(nèi)可以考慮能量密度120Wh/Kg檔的使用LFP材料代替三元素;
磷酸鐵鋰材料的發(fā)展機會—資源成本優(yōu)勢:
現(xiàn)在:
未來:
磷酸鐵鋰材料的發(fā)展機會—儲能領(lǐng)域:
隨著鋰離子電池整體成本的快速降低,同時因為磷酸鐵鋰材料在循環(huán)和成本等多方面的優(yōu)勢,最有可能率先用于鋰離子電池替代鉛酸電池,在儲能領(lǐng)域大規(guī)模應用。據(jù)預測,到2024年,全球儲能系統(tǒng)的安裝容量將達到45Gwh/81GWh。采用磷酸鐵鋰電池,將新增磷酸鐵鋰需求10-20萬噸。
綜述:
李梁稱,在中國新能源政策引導下,短期內(nèi)對磷酸鐵鋰材料產(chǎn)生了消極的影響,但只要在以下幾方面有所突破,堅信磷酸鐵鋰材料的未來更加美好。
1、磷酸鐵鋰材料在安全和成本上的優(yōu)勢,需要充分發(fā)揮出來;
2、磷酸鐵鋰材料在能量密度,功率等方面的劣勢,需要積極尋求突破;
3、產(chǎn)品堅持高端引領(lǐng),杜絕低端重復,堅決淘汰落后的工藝和產(chǎn)能,抵制同質(zhì)化競爭,價格戰(zhàn);
4、積極培養(yǎng)乘用車、儲能等新的應用領(lǐng)域,擴大磷酸鐵鋰材料的應用規(guī)模,進一步開發(fā)磷酸鐵鋰更多的應用場景。