动力电池材料磷酸铁锂,路在何方?

发布时间 | 2015-07-13 10:12 分类 | 行业要闻 点击量 | 4433
磷酸铁锂
导读:新能源汽车无疑是未来的发展方向,传统内燃机车必将逐渐淡出历史舞台之时。欧美、日本的厂商潜心研究新技术,确认成熟后才大力推向市场。相较之下,中国企业显得有些浮躁,盲目跟风行为比比皆是...

我国自主研发工艺的磷酸铁锂材料达到了较为成熟的产业化水平,磷酸铁锂在单体电池循环性能上就表现出比普通锰酸锂更优越的性能。在单体磷酸铁锂电池上的成果,使我国有人认为我们在动力电池上具备赶超英、美、日等发达国家的水平。加上近几年磷酸铁锂性能上确实也有了一些提高,基于磷酸铁锂的性能缺陷会终究解决的惯性思维,很多人把磷酸铁锂作为锂离子动力电池最理想的正极材料,并当作业内的共识。然而,似乎社会对磷酸铁锂过早地寄予了厚望,磷酸铁锂动力电池未必是电动汽车动力的有效解决方案。


在我国磷酸铁锂热潮兴起的几年里,日本、韩国却悄悄地把锰酸锂电池成功的应用到了电动汽车上,并且正逐步取代镍氢电池,成为主流动力电池;在磷酸铁锂的诞生地美国,通用电动汽车Volt选择了韩国LG锰系动力电池,磷酸铁锂的龙头老大A123公司却意外落选,随后又传出美国第二大汽车公司福特汽车也在考虑选择LG的锰系电池,代表磷酸铁锂先进水平的A123公司和Valence公司的磷酸铁锂电池双双被排斥在美国主流汽车厂商电动车应用之外。在中国曾有人认为美国、中国动力电池走磷酸铁锂路线,日、韩走锰酸锂路线,两条路线似乎胜负难料,现在美国人做出了选择,路线业已明朗,中国的磷酸铁锂路线还能走多久?


 

实际上,国内也有越来越多的人认识到磷酸铁锂的性能缺陷很难解决,主要集中在;磷酸铁锂产品一致性、低温性能、高倍率放电性能上,还有能量密度、电池制作成本等问题。磷酸铁锂材料生产的一致性很难解决,目前国内还没有一家磷酸铁锂材料厂能够解决的好。从材料制备角度来说,磷酸铁锂的合成反应是一个复杂的多相反应,有固相磷酸盐、铁的氧化物以及锂盐,外加碳的前驱体以及还原性气相。在这一复杂的反应过程中,很难保证反应的一致性。电池生产制作要解决一致性也不容易(固然部分是因设备水平方面的原因),一致性问题使得磷酸铁锂电池配组后的实际循环寿命离它的理论循环2000次相差甚远,国内普遍在600次左右的水平(有人说更低),能做到800-1000次循环的已经相当不错了,这显然达不到电动汽车电池8-10年使用寿命的要求。

 

低温性能差是磷酸铁锂很难应用于电动汽车的另一原因,即使将其纳米化和碳包覆也没有解决这一问题。对磷酸铁锂型锂离子电池测试结果表明磷酸铁锂电池在低温下(0℃以下)即使有超级电容作为辅助启动电源,电动汽车也很难正常行驶。尽管也有厂家宣称磷酸锂铁电池在低温下容量保持率还不错,但那是在放电电流较小和放电截止电压很低的情况下。在这种状况下,设备根本就无法启动工作。

 

不单是磷酸铁锂材料自身的问题,目前中国企业机械化、自动化跟国外差别很大。很多工艺环节都是手工的。单个的电池还看不出工艺水平差别,上百个电池串联在一块,差别就非常明显。电池的一致性是动力电池必须跨过的技术门槛,我们目前工艺水平做手机电池是可以的,但是在动力电池则短板非常明显。

 

如果磷酸铁锂电池不能担当起未来新能源汽车的发展重任,那么谁能唱主角呢?我们有很多的选择。回过头搞锰酸锂是一个选择,因为日本美国已经有了实践的成果,我们借鉴一下可以少走弯路。燃料电池是目前很多专家推荐的方向,也有很多国际巨头不断在这个领域发力。还有些专家认为不应该把全部目光都聚焦在电池本身。新能源的概念一定要宽,有了宽的概念才有新的思路。也许不久的将来就能找到一种新的液体燃料,能够代替甲醇和乙醇。再比如将无线供电技术用在汽车上。虽然现在远距离应用还有一定问题,但是小功率的无线供电技术已经步入使用阶段。未来,将无线供电技术与汽车结合未尝不是一个可行的办法。

 

新能源汽车无疑是未来的发展方向,传统内燃机车必将逐渐淡出历史舞台之时。欧美、日本的厂商潜心研究技术,确认成熟后才大力推向市场相较之下,中国企业显得有些浮躁,盲目跟风行为比比皆是。他山之石可以攻玉,希望我们的民族企业家们能静下心来看看别人是如何做企业做技术的只有虚心学习,我们才有机会正真在新能源汽车这个巨大市场争取自己的一席之地。

 

(粉体圈 作者:敬之



作者:粉体圈

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