中国磷酸铁锂电池产业研究分析

中国磷酸铁锂电池产业研究分析锂电池新闻网纯电力汽车和混合动力汽车终于登场啦！在这个领域，铁锂电池成为最令人瞩目的明星。

铁锂电池整个电池的发展史也可以说是一个“试试各种金属能不能造电池”的历史。

现在电池界最红的金属是“锂”。

锂是所有金属里最轻的，比水还轻，而且特别活泼，需要保存在石蜡里。

实际上，当初爱迪生就曾经发明过锂电池，但是由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高，所以锂电池长期没有得到应用。

现在，人们对电池“求贤若渴”，这些问题也就不是问题了。

恰好锂电池具有能量重量比高、电压高、自放电小、可长时间存放等优点，所以它在近 30年中取得了巨大发展。

我们用的计算器、计算器、照相机、手表中的电池都是锂电池。

铁锂电池的内部结构铁锂电池组装完成后电池即有电压，不需充电。

这种电池也可以充电，但循环性能不好，在充放电循环过程中，容易形成锂枝晶，造成电池内部短路，所以一般情况下这种电池是禁止充电的。

后来，索尼公司发明了以炭材料为负极，以含锂的化合物做正极，在充放电过程中，没有金属锂存在，只有锂离子，这就是锂离子电池。

铁锂电池的优势十分明显：不会爆炸、工作电压高、体积小、质量轻、能量高、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长，成为最适用于电动汽车和混合动力汽车的电池之用途。

铁锂电池通过锂离子在正负极之间跑来跑去来充电和放电。

这个领域最牛的技术是“层迭电池结构”，也就是把好多个电池做成很薄的层然后迭在一起，这样可以用很小的体积达到很高的效率，在这方面日产汽车公司走在行业的最前面。

为了提高使用便捷度，目前很多锂电汽车都可以使用普通家庭电压充电，但充电时间长达数小时。

若要大规模推广锂电池汽车，建立相应的快速充电站仍然必不可少。

不过 2009年 3月份，日本研究人员已研发出一种新型“锂－空气”电池，无需充电，只需更换正极的水性电解液，通过卡盒等方式更换负极的金属锂就可以连续使用。

也就是说，充电的设施更像添加物体的“加油站”，而不是带着大插销的“充电站”。

但是，我们相信这种新型的锂电池技术在未来可能需要 20年以上的从事研究发展，以便商品化。

这意味着政府和企业还需要建立更多的电动汽车和混合动力汽车的快速充电站。

否则，电动汽车将成为废物。

锂电池新闻网SECMA 电动汽车自锂离子电池问世以来，围绕它的研究、开发工作一直不断地进行着，上世纪 90年代末又开发出锂聚合物电池，2002年后则推出磷酸铁锂动力电池。

锂离子电池内部主要由正极、负极、电解质及隔膜组成。

正、负极及电解质材料不同及工艺上的差异使电池有不同的性能，并且有不同的名称。

目前市场上的锂离子电池正极材料主要是氧化钴锂（LiCoO2），另外还有少数采用氧化锰锂(LiMn2O4)及氧化镍锂(LiNiO2)作正极材料的锂离子电池，一般将后两种正极材料的锂离子电池称为“锂锰电池”及“锂镍电池”。

新开发的磷酸铁锂动力电池是用磷酸铁锂（LiFePO4）材料作电池正极的锂离子电池，它是锂离子电池家族的新成员，磷酸铁锂也是最好的锂电池技术。

为鼓励新能源汽车发展，中国相关配套措施不断完善，财政补贴政策也相继出台。

财政部、科技部日前决定，在北京、上海、重庆等 13个城市开展节能与新能源汽车示范推广试点工作，以财政政策鼓励在公交、出租、公务、环卫和邮政等公共服务领域率先推广使用节能与新能源汽车，对推广使用单位购买节能与新能源汽车给予补助。

其中，中国中央财政重点对购置节能与新能源汽车给予一次性定额补助，地方财政重点对相关配套设施建设及维护保养给予补助。

具体来看，乘用车和轻型商用车中，混合动力汽车按照节油率分为五档补贴标准，最高每辆车补贴 5万元人民币；纯电动汽车每辆可补贴 6万元人民币；燃料电池汽车每辆补贴 25万元人民币。

十米以上城市公交客车另有标准，其中混合动力汽车分为使用铅酸电池和使用镍氢电池、锂离子电池两类，最高补贴额分别为 8万元人民币/辆和 42万元人民币/辆；纯电动汽车补贴标准为 50万元人民币/辆；燃料电池汽车的补贴标准最高为 60万元人民币/辆。

新能源汽车的大力发展，打开了中国国内动力电池的市场空间。

中信证券测算，如以 2011年 60万辆新能源汽车的规模测算，近三年国内新能源汽车生产规模复合增速将超过 200％。

以每辆车使用 100kg 电池的平均数量计算，到 2011年电池市场规模将达 6亿吨。

和海外将需要 25倍（ 150亿吨）以上由中国电池供货商的铁锂电池。

而中国提出的新能源汽车发展目标为到 2012年中国国内有 10%新生产的汽车是节能与新能源汽车，届时，国内外电池市场需求规模将达 200亿吨，目前国内新能源客车大都采用动力系统核心零部件外部采购的方式，核心零部件的自主研发并不多。

因此，相对来说相关研发投入并不十分巨大。

锂电池新闻网对于磷酸铁锂动力电池的业绩贡献，招商证券指出，混合动力推广初期，相关电池生产企业将获得适当利润。

因混合动力汽车将是最佳的过渡产品，会在新能源汽车行业发展初期(2009年-2025年)获得较大的市场份额，其核心技术是能量转换系统，电池单元仅为其中非关键零部件，市场推广初期，由于整车企业并不具备较大规模，相关电池生产企业将在推广期获得适当利润。

虽然现在中国已经有超过 800多铁锂电池制造商。

但与国外相比，中国电池生产商目前规模偏小，实力并不强。

为了尽快开发出高性能、低成本的车用动力电池，国外各大汽车厂商纷纷采取与电池生产商合作的方式进行开发，掀起了国际开发车用动力电池的热潮。

其中，通用汽车同时与国际知名锂电池巨头A123、Compact Power、Cobasys和 Saft四家公司进行合作，抢占锂电池技术领先地位的意图非常明显。

汽车生产企业和动力蓄电池等关键零部件生产企业必须具备一定的产能规模。

而要达规模，中国的动力电池企业还有相当长的路要走。

目前，大多数中国铁锂电池的工厂只有半自动化生产线，主要原因是日本一条全自动化电池生产线需要投资几千万元人民币，而中国的半自动化生产线，投资几百万元人民币就够了。

但仅靠手工作坊难以达到高端车载动力电池批量生产的质量要求。

一般来说，每辆混合动力汽车有大约 200公斤- 250公斤的铁锂电池。

中国的铁锂电池半自动化生产线磷酸铁锂电池的优点：1. 安全。

磷酸铁锂的安全性能是目前所有的材料中最好的。

当然它和其它磷酸盐的安全性能也基本一样，用磷酸铁锂做电池，绝对不用担心爆炸问题的存在。

2. 稳定性高。

包括高温充电的容量稳定性好，储存性能好等。

这点是最大的优点，在所有知道的材料中，也是最好的。

3. 环保。

整个生产过程清洁无毒。

所有原料都无毒。

不像钴是有毒的物质。

4. 价格便宜。

磷酸盐采用磷酸源和锂源以及铁源为材料，这些材料都十分便宜，无战略资源及稀有资源。

锂电池新闻网磷酸铁锂电池的缺点：1. 导电性差。

这个问题是其最关键的问题。

磷酸铁锂之所以这么晚还没有大范围的应用，这是一个主要的问题。

但是，这个问题目前已经可以得到完美的解决：就是添加C 或其它导电剂。

实验室报导可以达到160mAh/g 以上的比容量。

磷酸铁锂材料在生产过程中已经添加了导电剂，不需要制作电池时添加。

实际上材料应该为：LiFePO4/C，这样一个复合材料。

2. 振实密度较低。

一般只能达到1.3-1.5，低的振实密度可以说是磷酸铁锂的最大缺点。

这一缺点决定了它在小型电池如手机电池等没有优势。

即使它的成本低，安全性能好，稳定性好，循环次数高，但如果体积太大，也只能小量的取代钴酸锂。

这一缺点在动力电池方面不会突出。

3. 现在磷酸铁锂电池最主要的问题是容量偏低,制造成本偏高,在电池生产上加工困难(制浆,拉浆,辊轧等工序都需要特殊处理,很多企业不能很好的处理)倍率放电不稳定(需要特定的电池工艺配合,受工艺影响很大)而现在电器的使用趋势是小巧型发展,所以对电池也有同样的要求高体积能量密度.从容量上看磷酸铁锂没有前途, 在特定的电池领域使用较有优势，如动力电池。

因此，磷酸铁锂主要是用来制作动力电池。

我们估计，铁锂电池将主要适用于汽车和通信行业。

4. 目前研究开发还不深入。

目前以磷酸铁锂作为正极材料的产业化情况并不乐观。

因为还是最近两年发展起来的，所以各方面的研究还需要继续深入。

目前大规模的商业化运作还有一些难以克服的困难。

在动力电池领域磷酸基正极材料依其超长的循环寿命，极好的安全性能，较好的高温性能，极其低廉的价格，而且低温性能和倍率放电已经可以达到钴酸锂的水平等，使其成为最有希望的动力电池材料。

但是， 2009 年以后，该行业将能够获得主要的市场份额。

其在2012 年内可能会成镍镉电池的主要替代品，在未来的5 年内会成为铅酸电池的有力竞争者，在未来的15 年内可能会取代铅酸电池，成为主要的启动电源、UPS 电源和后备电源，成为二次电池的老大。

磷酸铁锂电池原料供应链铁锂电池的性能主要取决于所用电池内部材料的结构和性能。

这些电池内部材料包括负极材料、电解质、隔膜和正极材料等。

其中正、负极材料的选择和质量直接决定锂离子电池的性能与价格。

其安全性能与循环寿命是其它材料所无法相比的，这些也正是动力电池最重要的技术指标。

1C 充放循环寿命达2000 次。

单节电池过充电压30V 不燃烧，穿刺不爆炸。

磷酸铁锂正极材料做出大容量锂离子电池更易串联使用。

以满足电动车和混合动力汽车频繁充放电的需要。

具有无毒、无污染、安全性能好、原材料来源广泛、价格便宜，寿命长等优点，是新一代锂离子电池的理想正极材料，2009 年国内市场年需求12,000 吨以上，预计在2015 年市场将需求25,000 吨。

1)铁锂电池的正极材料供应:目前，中国锂电池能量已大幅提升，锂电池正极材料也已经从单一的钴酸锂材料，发展到钴酸锂、锰酸锂、镍钴酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸铁锂等材料齐头并进的阶段。

目前，锂离子电池正极材料已成为制约中国高性能锂离子电池发展的瓶颈。

另外，在锂电池正极材料研究方面所取得的进展，表明锂离子电池正极材料市场的广阔前景。

锂电池新闻网磷酸铁锂是一类新型的锂离子电池用正极材料。

磷酸铁锂具有高的能量密度、低廉的价格、优异的安全性使其特别适用于动力电池。

它的出现是锂离子电池材料的一项重大突破，成为各国竞相研究的热点。

采用磷酸铁锂作为锂离子电池正极材料的电池被称为磷酸铁锂电池。

目前磷酸铁锂产品正处于行业的萌芽阶段，而中国环境问题突出，能源问题紧张，因此磷酸铁锂产品潜在市场巨大，磷酸铁锂作为一个新兴的产业，具有较大战略投资价值。

目前，全球磷酸铁锂电池正极材料的主要生产厂商来自于美国的Valence、A123 和天津斯特兰。

2009 年上半年，新建产能达产后，天津斯特兰将具备2000 吨/年的产能，成为全球第一的磷酸铁锂电池正极材料供货商。