在中國，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)展相對成熟、處于市場主導(dǎo)地位的動力電池類型。今年以來，隨著新能源汽車市場行情的持續(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，在動力電池供不應(yīng)求的形勢下，具有能量密度較高、輕量化等優(yōu)勢的三元電池的產(chǎn)銷量也有所上升，成為動力電池市場的新生力量。甚至，相關(guān)言論爆料，國內(nèi)新能源汽車整車廠越來越青睞以三元材料作為正極材料的動力鋰電池，磷酸鐵鋰動力電池市場逐漸被蠶食，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力電池發(fā)展的歷史趨勢。而業(yè)界關(guān)于磷酸鐵鋰與三元動力電池路線的爭論愈發(fā)激烈，也開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)該如何選擇未來發(fā)展方向? 記者在線采訪了中國磷酸鐵鋰資深人士日高能源董事長董明博士，共同探討動力鋰電池的發(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)階段動力電池鋰電池正極有錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料等，您覺得未來動力鋰電池正極材料未來發(fā)展的趨勢是什么?

　　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)致市場對三元材料的追捧，而商用車和工程車輛由于安全性的考慮目前還基本沒有用三元，而現(xiàn)在的物流車也在嘗試用三元。

　　以純電動車來說，電池體積小、重量輕、密度高的要求是很自然，但大巴對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)，但電池安全性問題也還沒有徹底解決，還不斷有安全事故。國內(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，主要用于電動自行車和鉛酸電池?fù)屖袌觯谄噭恿﹄姵厣弦呀?jīng)沒有太多的應(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)是在儲能方面全面的替代鉛酸電池，磷酸鐵鋰的成本越來越低，鉛酸電池確面臨環(huán)保政策的壓力、成本會越來越高。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能方面全面的替代鉛酸電池;磷酸鐵鋰在汽車啟動電源、特別是的智能啟停的啟動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。

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

　　董博士：目前國內(nèi)國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)備比國內(nèi)的好一些。例如A123電池的功率密度比國內(nèi)廠商高的原因并不是由于磷酸鐵鋰材料性能優(yōu)于國內(nèi)廠商，而是電池制作過程中工藝方面的原因。

　　日高能源經(jīng)過三年的研究開發(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97%，1C放電容量大于150mAh/g、能量超過500Wh/kg;材料各項(xiàng)性能不比國外的差。

　　說到磷酸鐵鋰發(fā)明專利，1997年 John Goodenough申請的美國和歐洲專利，1999年美國專利授權(quán)，2004年歐洲專利授權(quán)，他在中國沒有獲得授權(quán);2012年此專利在歐洲被Valence推翻，這個(gè)專利目前只在美國有效。而在美國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，在中國被中國電池工業(yè)協(xié)會推翻，在加拿大被Valence推翻。目前在中國、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。針對石墨烯在鋰電池方面的應(yīng)用您是怎么看?添加石墨烯會不會讓電池性能有很大的改善?

　　董博士：石墨烯在鋰電池里沒有什么特殊的作用。石墨烯電池充電幾分鐘、電動車可以跑1000公里說法更是不靠譜。 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，對電芯內(nèi)部熱傳導(dǎo)明顯有幫助，對電池充放電循環(huán)壽命有一定提升;值得注意的是，大多數(shù)”石墨烯“顆粒是納米級厚度，幾十微米級的直徑或面積，它覆在正極顆粒的表面，會嚴(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，石墨烯對鋰電池的幫助不如碳納米管實(shí)惠。

　　電動車快充的故事哪里不靠譜?以特斯拉純電動轎車為例，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)為未來幾年內(nèi)有沒有可能出現(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，移動速度比較慢，電池充放電電流密度反而不高，沒有多少優(yōu)勢。而鈉電池和鋰電池也沒有任何本質(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，但替代鋰電池沒有多少機(jī)會。

　　記者：日高能源目前的研究重點(diǎn)以及未來的戰(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。國內(nèi)也有少部分的廠家在做，但是對NCA的環(huán)境要求非常高，合成中不能見水和二氧化碳，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有二氧化碳的存在。解決這些問題，可以通過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)百噸級銷售;努力做最有競爭力的、客戶接受的產(chǎn)品。