在中國(guó)，磷酸鐵鋰電池是已經(jīng)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化、技術(shù)發(fā)展相對(duì)成熟、處于市場(chǎng)主導(dǎo)地位的動(dòng)力電池類型。今年以來(lái)，隨著新能源汽車市場(chǎng)行情的持續(xù)高漲，磷酸鐵鋰電池產(chǎn)銷量有了進(jìn)一步的提高，引發(fā)了新一輪的擴(kuò)產(chǎn)潮。

　　值得注意的是，在動(dòng)力電池供不應(yīng)求的形勢(shì)下，具有能量密度較高、輕量化等優(yōu)勢(shì)的三元電池的產(chǎn)銷量也有所上升，成為動(dòng)力電池市場(chǎng)的新生力量。甚至，相關(guān)言論爆料，國(guó)內(nèi)新能源汽車整車廠越來(lái)越青睞以三元材料作為正極材料的動(dòng)力鋰電池，磷酸鐵鋰動(dòng)力電池市場(chǎng)逐漸被蠶食，磷酸鐵鋰電池發(fā)展已到了瓶頸期，三元鋰電池代替磷酸鐵鋰電池將是新能源汽車動(dòng)力電池發(fā)展的歷史趨勢(shì)。而業(yè)界關(guān)于磷酸鐵鋰與三元?jiǎng)恿﹄姵芈肪€的爭(zhēng)論愈發(fā)激烈，也開(kāi)始有部分人士大力推薦三元電池而貶低磷酸鐵鋰電池價(jià)值。

　　但每種的電池材料都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，完全具備各種優(yōu)勢(shì)的鋰電池正極材料目前并不存在，三元材料是否真的比磷酸鐵鋰性能優(yōu)越?動(dòng)力鋰電池正極材料到底路在何方?鋰電池企業(yè)應(yīng)該如何選擇未來(lái)發(fā)展方向? 記者在線采訪了中國(guó)磷酸鐵鋰資深人士日高能源董事長(zhǎng)董明博士，共同探討動(dòng)力鋰電池的發(fā)展。

　　以下是記者在線專訪董明博士的采訪實(shí)錄。(部分內(nèi)容)

　　記者：現(xiàn)階段動(dòng)力電池鋰電池正極有錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料等，您覺(jué)得未來(lái)動(dòng)力鋰電池正極材料未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)是什么?

　　董博士：高電壓高容量是鋰電池永恒的追求。目前三元材料還不夠成熟，大至形成一個(gè)過(guò)渡的局面，許多乘用車已使用三元，第一個(gè)吃螃蟹的應(yīng)該是特斯拉，導(dǎo)致市場(chǎng)對(duì)三元材料的追捧，而商用車和工程車輛由于安全性的考慮目前還基本沒(méi)有用三元，而現(xiàn)在的物流車也在嘗試用三元。

　　以純電動(dòng)車來(lái)說(shuō)，電池體積小、重量輕、密度高的要求是很自然，但大巴對(duì)安全性要求是第一位的，能量密度可以妥協(xié)，小車也想追求安全，但是體積有限，因此只能選擇三元。特斯拉作為標(biāo)桿，松下的NCA電芯、特斯拉整車的設(shè)計(jì)和安全防護(hù)做得都比較精細(xì)，但電池安全性問(wèn)題也還沒(méi)有徹底解決，還不斷有安全事故。國(guó)內(nèi)的電池制造同松下比、還有較大差距、整車的設(shè)計(jì)與安全防護(hù)也存在許多問(wèn)題。三元體系存在的安全隱患還較大，安全性能和循環(huán)壽命也不及磷酸鐵鋰體系，雖然三元材料被炒的熱火朝天，但磷酸鐵鋰總量還比三元多一些。

　　錳酸鋰由于價(jià)格便宜，主要用于電動(dòng)自行車和鉛酸電池?fù)屖袌?chǎng)，而在汽車動(dòng)力電池上已經(jīng)沒(méi)有太多的應(yīng)用。如果追求能量密度肯定是往三元發(fā)展。追求長(zhǎng)壽命、高功率、大能量還是磷酸鐵鋰。磷酸鐵鋰的終極目標(biāo)是在儲(chǔ)能方面全面的替代鉛酸電池，磷酸鐵鋰的成本越來(lái)越低，鉛酸電池確面臨環(huán)保政策的壓力、成本會(huì)越來(lái)越高。到一定階段，磷酸鐵鋰電池和鉛酸電池的成本可以持平，并且磷酸鐵鋰循環(huán)壽命和安全可靠性都是有保障的，磷酸鐵鋰電池很可能在儲(chǔ)能方面全面的替代鉛酸電池;磷酸鐵鋰在汽車啟動(dòng)電源、特別是的智能啟停的啟動(dòng)電源很容易替代鉛酸電池，在這些領(lǐng)域磷酸鐵鋰電池目前比三元更有優(yōu)勢(shì)。

　　記者：磷酸鐵鋰作為正極材料國(guó)內(nèi)國(guó)外公司都在做，現(xiàn)在就技術(shù)這一塊是否國(guó)內(nèi)國(guó)外還存在差異?之前也很多言論提到磷酸鐵鋰的核心專利大多數(shù)都在國(guó)外，對(duì)于這點(diǎn)您是怎么看?

　　董博士：目前國(guó)內(nèi)國(guó)外不存在根本上的技術(shù)差異，絕大多數(shù)磷酸鐵鋰材料都是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)。大家合成路線、原材料供應(yīng)都差不多，但是外資工廠設(shè)備比國(guó)內(nèi)的好一些。例如A123電池的功率密度比國(guó)內(nèi)廠商高的原因并不是由于磷酸鐵鋰材料性能優(yōu)于國(guó)內(nèi)廠商，而是電池制作過(guò)程中工藝方面的原因。

　　日高能源經(jīng)過(guò)三年的研究開(kāi)發(fā)，磷酸鐵鋰材料性能幾乎接近極致，粉體振實(shí)密度》1.0，極片的壓實(shí)密度也達(dá)到了2.3g/cm3， 在20度環(huán)境中，1C恒流充電效率超過(guò)97%，1C放電容量大于150mAh/g、能量超過(guò)500Wh/kg;材料各項(xiàng)性能不比國(guó)外的差。

　　說(shuō)到磷酸鐵鋰發(fā)明專利，1997年 John Goodenough申請(qǐng)的美國(guó)和歐洲專利，1999年美國(guó)專利授權(quán)，2004年歐洲專利授權(quán)，他在中國(guó)沒(méi)有獲得授權(quán);2012年此專利在歐洲被Valence推翻，這個(gè)專利目前只在美國(guó)有效。而在美國(guó)這篇專利馬上也到期了。大家都知道到魁北克水電的碳包覆專利，在中國(guó)被中國(guó)電池工業(yè)協(xié)會(huì)推翻，在加拿大被Valence推翻。目前在中國(guó)、磷酸鐵鋰最早的、有效的發(fā)明專利是Valence的碳熱還原發(fā)明專利，專利有效期到2020年。

　　記者：目前石墨烯是被炒的很火的一種材料，有新聞也提高石墨烯電池充電幾分鐘可以跑1000公里。針對(duì)石墨烯在鋰電池方面的應(yīng)用您是怎么看?添加石墨烯會(huì)不會(huì)讓電池性能有很大的改善?

　　董博士：石墨烯在鋰電池里沒(méi)有什么特殊的作用。石墨烯電池充電幾分鐘、電動(dòng)車可以跑1000公里說(shuō)法更是不靠譜。 有不少“石墨烯電池“，其實(shí)都是用石墨烯做添加劑的鋰電池。鋰電池的容量是由電池中活性鋰離子數(shù)量決定的，1摩爾鋰、6.94g，提供26.8Ah容量，跟石墨烯毫無(wú)關(guān)系;電池充放電快慢主要是決定于鋰離子的傳導(dǎo)速度，鋰離子跑的快，充放電才可能快;少量石墨烯加到正極或負(fù)極里，可以提高電極材料顆粒與顆粒間電子電導(dǎo)率，但對(duì)正極材料、負(fù)極材料中鋰離子導(dǎo)電幫助不是很大;石墨烯是高導(dǎo)熱材料，對(duì)電芯內(nèi)部熱傳導(dǎo)明顯有幫助，對(duì)電池充放電循環(huán)壽命有一定提升;值得注意的是，大多數(shù)”石墨烯“顆粒是納米級(jí)厚度，幾十微米級(jí)的直徑或面積，它覆在正極顆粒的表面，會(huì)嚴(yán)重阻礙鋰離子的遷移，反而降低鋰電池高功率的發(fā)揮。我們的實(shí)踐驗(yàn)證，石墨烯對(duì)鋰電池的幫助不如碳納米管實(shí)惠。

　　電動(dòng)車快充的故事哪里不靠譜?以特斯拉純電動(dòng)轎車為例，電池85kWh, 充滿電可以跑400公里; 假設(shè)電池能量大幅提升，但整車含電池重量不增加，跑1000公里，電池能量需要85kWh*1000/400=212.5kWh; 不考慮交流直流轉(zhuǎn)換、充放電過(guò)程能量損耗，10分鐘充電，充電功率=212.5kWh/(10/60)h=1275kW; 工業(yè)用電電壓380V，充電電流=1275kW/380V=3.355kA，如此大的電流需求，您上哪里去充電?誰(shuí)敢?guī)湍潆?

　　記者：現(xiàn)階段也有很多新興電池出現(xiàn)，比如鎂電池，鈉電池等，您認(rèn)為未來(lái)幾年內(nèi)有沒(méi)有可能出現(xiàn)能替代鋰電池的新興電池?

　　董博士：我相信至少在我退休之前都不用擔(dān)心(笑)。鎂電池和鈉電池很早就有了，應(yīng)該算跟鋰電池是一類電池，原理是一模一樣。一個(gè)鎂離子兩個(gè)電荷能量密度高，但鎂離子半徑比較大，移動(dòng)速度比較慢，電池充放電電流密度反而不高，沒(méi)有多少優(yōu)勢(shì)。而鈉電池和鋰電池也沒(méi)有任何本質(zhì)的區(qū)別，但鈉比鋰要活潑得多。因此鈉電池比鋰電池更危險(xiǎn)，鈉電池如果爆炸著火起來(lái)比鋰電池要危險(xiǎn)的多，而且鈉離子比鋰離子重，電池比容量也低，雖然鈉便宜，資源豐富，但替代鋰電池沒(méi)有多少機(jī)會(huì)。

　　記者：日高能源目前的研究重點(diǎn)以及未來(lái)的戰(zhàn)略規(guī)劃是什么?

　　董博士：目前日高能源主要兩款產(chǎn)品，一是全新的磷酸鐵鋰，還有一款是磷酸鹽包覆的NCA。NCA的主要缺點(diǎn)：堿性很高，遇水、遇CO2都會(huì)發(fā)生副反應(yīng)，生成碳酸鹽以后容量容易衰減且充電發(fā)生脹氣，雖然NCA現(xiàn)階段炒作的很熱，現(xiàn)階段能產(chǎn)業(yè)化的只有松下。國(guó)內(nèi)也有少部分的廠家在做，但是對(duì)NCA的環(huán)境要求非常高，合成中不能見(jiàn)水和二氧化碳，這是比較難達(dá)到的，但最難的地方在電芯廠，電芯廠能控制水但是卻不能控制二氧化碳，只要有人在的地方就肯定會(huì)有二氧化碳的存在。解決這些問(wèn)題，可以通過(guò)NCA與磷酸鹽復(fù)合，結(jié)合NCA與磷酸鹽的優(yōu)點(diǎn)，這也是日高目前主要在做的新產(chǎn)品，目前幫客戶處理NCA材料，自己批量銷售的還是磷酸鐵鋰。

　　說(shuō)到公司戰(zhàn)略，我們希望2016年磷酸鐵鋰能實(shí)現(xiàn)300噸/月的銷售，磷酸鹽包覆的NCA2016年有所突破，實(shí)現(xiàn)百噸級(jí)銷售;努力做最有競(jìng)爭(zhēng)力的、客戶接受的產(chǎn)品。