中國粉體網(wǎng)訊 2019年開始，隨著寧德時代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比在動力乘用車領(lǐng)域得到快速發(fā)展。展望未來，受益于儲能行業(yè)的高速成長以及鐵鋰電池在海外動力領(lǐng)域的滲透率提升，預(yù)計磷酸鐵鋰正極材料未來需求空間大、增速快，行業(yè)有望打開長期成長空間。中國粉體網(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。
中國粉體網(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：對于磷酸鐵鋰材料本身，主要從四個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。從這四個方面分析，我們可以通過多手段來實現(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（包括壓實密度、振實密度）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準工藝。針對磷酸鐵工藝，我們還可以進行哪些優(yōu)化呢？
梁教授：磷酸鐵工藝有很多優(yōu)點，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，國內(nèi)一些磷礦企業(yè)、鈦白粉企業(yè)都在跨界進入磷酸鐵鋰行業(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，其一就是缺乏對磷酸鐵材料的標準控制，比如各個廠家生產(chǎn)的磷酸鐵的粒度、微觀形貌、化學(xué)成分都有不同。因此，我們呼吁國內(nèi)盡快完善關(guān)于磷酸鐵材料的工藝標準。有了良好的工藝標準后，更有利于對磷酸鐵鋰材料進行工藝優(yōu)化。另外，基于目前磷酸鐵鋰市場供應(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，原料的標準化問題，以及磷酸鐵鋰材料指標（包括物理指標、化學(xué)指標），特別是磷酸鐵材料的球形度和粒度的標準化，這是亟待解決的問題。
中國粉體網(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)在國內(nèi)對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材料體系進行摻雜，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，還有無機非金屬材料顆粒包覆、有機導(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)看大部分都是各個廠家的獨有技術(shù)�，F(xiàn)在在學(xué)術(shù)機構(gòu)還看不到這些包覆、摻雜的結(jié)果。這個迫切需要行業(yè)內(nèi)能有一些共性的技術(shù)，并且相互加強技術(shù)交流，省去一些廠家單獨去重復(fù)摸索這些工作，造成社會資源的浪費。
中國粉體網(wǎng)記者：對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)用場合，比如高比容量的場合、超低溫或者超高溫的的場合。企業(yè)在做電池的時候，經(jīng)常需要針對某個具體特征選擇磷酸鐵鋰材料。目前市場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)化嚴重，尤其缺乏準確的實驗數(shù)據(jù)。預(yù)計未來磷酸鐵鋰高值化發(fā)展，將朝專業(yè)化、精細化的方向發(fā)展。比如開發(fā)一些高容量的材料、高壓實的材料分別去對應(yīng)電動汽車需高比能動力電池，高固含量的材料、低表面積的材料適用于水系制漿等場合，高倍率材料、超低溫材料等都是材料的專業(yè)特征對應(yīng)的材料。因此，建議磷酸鐵鋰材料企業(yè)加強研發(fā)，采用適合于自己的技術(shù)，去做一些獨特性材料的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，少做大眾化、雷同的產(chǎn)品。
中國粉體網(wǎng)記者：在磷酸鐵鋰市場持續(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，哪種跨界更容易實現(xiàn)產(chǎn)能？
梁教授：從材料的角度分析，都是比較容易實現(xiàn)產(chǎn)能的企業(yè)。因為這兩種企業(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，它們都不太容易實現(xiàn)大規(guī)模的產(chǎn)能擴張。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，對于注重研發(fā)的企業(yè)更容易實現(xiàn)自己的產(chǎn)能。據(jù)我所知，像我們公司，經(jīng)常用一些特定場合的磷酸鐵鋰電池和材料，但是實際找起來很費勁。因此，希望材料企業(yè)做一些有特點的材料，這是一個比較好的路徑。
中國粉體網(wǎng)記者：與之前幾年相比，2022年磷酸鐵鋰產(chǎn)能擴張速度更快，預(yù)計到2022年底全國磷酸鐵鋰可利用產(chǎn)能將達到近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“產(chǎn)能過剩”問題？
梁教授：“產(chǎn)能過剩”，現(xiàn)在談?wù)撨@個問題尚早。實際上，從整個國家需求分析，電池汽車產(chǎn)業(yè)、儲能電池產(chǎn)業(yè)、甚至電動自行車行業(yè)，都對磷酸鐵鋰材料有很大的需求空間。未來五年內(nèi)，電動自行車行業(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)能還遠遠不夠，完全不能滿足目前的需求�，F(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。這個問題的解決方案，依賴于我們?nèi)绾稳ラ_發(fā)整個體系的原料資源，比如：加強國內(nèi)的地質(zhì)勘探，保證鋰資源的供應(yīng)。如果現(xiàn)在磷酸鐵鋰材料達到300萬噸，按照接近1/4產(chǎn)能計算，每年對碳酸鋰的需求將近七八十萬噸。而現(xiàn)在國內(nèi)外能提供的碳酸鋰產(chǎn)能也就10萬噸左右。這個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，磷酸鐵鋰擴產(chǎn)需要一個降溫的過程，真正的產(chǎn)能會受到國家一些政策方針的影響，比如碳中和碳達峰，這種政策對磷酸鐵鋰產(chǎn)能的需求是非常大的。
中國粉體網(wǎng)記者：相比國內(nèi)磷酸鐵鋰賽道火熱，國外磷酸鐵鋰市場發(fā)展空間是什么情形？
梁教授：國外基本上沒有產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。目前對于磷酸鐵鋰行業(yè)，其主要的產(chǎn)能、消費都在中國。對于鋰電池，幾乎60-70%的產(chǎn)能都在中國，而對于磷酸鐵鋰材料，幾乎95%以上的產(chǎn)能都在中國。中國經(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、人才儲備和經(jīng)驗，都有一個充分的空間儲備。國外現(xiàn)在剛剛起步，即使有磷酸鐵鋰市場，它們的設(shè)備、人才也基本上是從中國引進過去的。未來5-10年內(nèi)，國外磷酸鐵鋰市場還形成不了很大的發(fā)展空間。因此，對于磷酸鐵鋰企業(yè)來說，還是需要立足國內(nèi)，精耕細作，扎實進行這方面的工作。
中國粉體網(wǎng)記者：如果將磷酸鐵鋰用于未來的固態(tài)電池正極材料，對于磷酸鐵鋰材料，需要有哪些改進呢？
梁教授：固態(tài)電池目前是國內(nèi)電池發(fā)展特別熱的一個賽道，很多企業(yè)都在做固態(tài)電池。但是，固態(tài)電池的目標瞄準的是高比容量電池。為了提升它的比容量，電池的主要體系是用金屬鋰來做負極，用高電壓、高克容量的材料做正極材料，這樣才能實現(xiàn)比容量的大幅度提升。根據(jù)《中國制造2025》明確的動力電池發(fā)展規(guī)劃，2030年，電池能量密度達到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。如果將鐵鋰電池比作牛，其應(yīng)用應(yīng)在出力大、負重大的場合，而不是用在賽馬跑得快的場合。因此，磷酸鐵鋰電池將來主要應(yīng)用在液態(tài)電池的儲能和汽車領(lǐng)域。簡而言之，在固態(tài)電池方向，磷酸鐵鋰材料沒有優(yōu)勢。
中國粉體網(wǎng)記者：非常感謝梁教授接受我們的線上訪談，謝謝！
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/青黎）
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