磷酸铁锂的消费分析及预测

磷酸铁锂的消费分析与预测

4.1 世界磷酸铁锂消费分析与预测

4.1.1 世界磷酸铁锂消费分析

锂离子动力电池是一种以满足混合电动汽车、纯电动汽车、电动自行车、电动摩托车、不间断电源、割草机、矿灯和小型发电站电能存储和转换的大容量、高功率的大型锂离子电池。工业的发展和人类文明的进步很大程度建立在石油能源的基础上，并且依赖程度日趋严重，石油能源是不可再生能源，随着石油能源的匮乏，人类提出了节约、合理使用石油能源。锂离子动力电池可以在大量领域内使用电能取代石油能源，节约了大量宝贵的石油资源，同时电能是一种清洁能源，可以缓解使用石油能源带来的严重的环境污染。因此，大量发展锂离子动力电池具有重要的社会经济意义。

环保的呼声和不可再生能源紧缺给绿色二次能源提供了广阔的发展空间，促进了电动自行车，混合电动汽车的研究、生产和应用。锂离子动力电池具有能量密度高、环境友好、安全性好和循环寿命长的特点，成为电动车首选移动能源。锂离子动力电池作为绿色二次能源具有巨大的市场需求，其主要可用于电动自行车和混合电动汽车及车用蓄电池。

全球锂离子电池市场呈现中、日、韩三足鼎立的局面。日本是最早实现锂电池商用化的国家，在2000年以前，全球锂电的生产基本被日本垄断。但随着中国、韩国锂电池制造技术的开发和提升，日本锂电池出货量的比例在逐渐降低，而中国和韩国锂电池出货量的比例在逐渐增加。如下表统计数据显示，从2002年到2008年中国和韩国的锂离子电池市场占有率逐年增加，而日本的市场份额也因此逐年减少。

表4.1 2002～2008年世界锂离子电池市场占有率变化情况表

锂离子电池的性能主要取决于正负极材料，目前，主要应用于锂离子电池的正极材料是嵌锂过渡金属氧化物，包括层状LiMO2（M=Co，Ni，Mn）和尖晶石LiMn2O4等，然而这些材料分别由于价格、安全性、电化学性能等原因使他们在高容量电池的应用方面受到制约。

1997年美国德克萨斯大学的Goodenough首次报道了磷酸铁锂能够可逆地嵌入和脱嵌锂离子，考虑到其无毒，对环境友好，原材料来源丰富，比容量高，循环性能好，认为这类材料将成为动力型锂离子电池最有希望的正极材料。磷酸铁锂动力电池的研发，为解决全球能源紧缺问题，具有十分重要的意义。

磷酸铁锂作为锂电池材料是近几年出现的事，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充放循环寿命近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的大容量锂离子电池更易串联使用，以满足电动车频繁充放电的需要。磷酸铁锂具有无毒、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。

2003年，百得（Black & Decker）公司想制造一种性能优于有绳的无绳电动工具，认为A123的磷酸铁锂电池材料符合要求，下了几百万块电池的订单。2006年，百得公司新的无绳专业电动工具上市销售。2008年，A123年产锂电池1,000万只以上，产品主要用于电动工具及远程通信方面。

据Science Daily 2009年5月11日报道，由磷酸铁锂电池驱动的电动滑板车、电动自行车、电动轮椅等在欧洲首次亮相，其所用到的磷酸铁锂粉末由Phostech Lithium公司位于加拿大魁北克省St. Bruno的工厂生产。“磷酸铁锂电池最终将给电动汽车行业带来丰厚的利润，在电池行业掀起一场革命……”蒙特利尔大学化学系教授、Phostech Lithium的创办人之一Michel Gauthier如是说。Phostech Lithium 公司因拥有生产和销售基于Goodenough博士专利的电池材料的专有权而在锂电

池领域占有举足轻重的地位。

2010年6月22日，东京索尼发布采用了橄榄石磷酸铁锂电池的全新储能模块。该产品的主要特点是高输出功率、更长使用寿命及优秀的热稳定性。新储能模块首批样品将从2010年6月开始出货。新储能模块具备1.2千瓦时级别的大容量，可便捷地进行并联或串联以获得高电压或高容量。该产品可用于固定电源，例如数据服务器的不断电系统UPS或移动电话无线基站的备用电源。

2010年上市的通用雪佛莱Volt电动车采用A123提供的磷酸铁锂电池。

通用汽车2011年宣布，A123 Systems将为通用汽车的一款电动车产品提供电池组，这款电动车就是全新2011款雪佛兰Spark EV。

2007 年全球磷酸铁锂材料需求量为700 吨左右，2008 年快速增长到1500 吨左右，因其特点，小电池领域用得很少，所产的磷酸铁锂电池目前主要应用在电动工具、电动自行车等动力锂电池领域。不过，2008 年下半年开始蔓延的全球经济危机较大地延缓了磷酸铁锂产业的发展步伐，2009 年的需求呈现负增长状态，估计需求量大概在1200 吨左右，很多企业大幅减产。A123 曾经非常乐观地预计到2010 年全球磷酸铁锂市场需求量为10 万吨，有业内人士认为，即使2010 年的需求有较大增长，实际上可能1 万吨都很难达到。不过，谁都笃信动力锂电池在交通运输和储能领域会有非常光明的前景，那会是一个数千亿元的巨大市场，而磷酸铁锂是制造动力锂电池最适宜的正极材料也得到了大多数人的认同，虽然技术改进的难度看起来也很大。

目前世界磷酸铁锂广泛用于混合动力汽车、电动工具、电动自行车、电动代步车、笔记本电脑、手机、新能源蓄能等领域，2007～2010年世界磷酸铁锂消费情况见下表。

表4.2 2007～2010年世界磷酸铁锂消费情况表

图4.1 2007～2010年世界磷酸铁锂产能产量走势图

4.1.2 世界磷酸铁锂需求预测

自上世纪九十年代以来，锂离子电池的应用范围越来越广，如手机、笔记本电脑等便携式电子产品，电动自行车及电动汽车等领域。而在未来几年，锂离子

电池必将以其自身优异的特性逐步占领整个电池市场。

图4.2 锂离子电池在各个应用领域的应用增长预测如图4.2所示，锂离子电池在各个应用领域的应用将迅猛增长，其中全球锂离子电池的总需求规模在2009年已达到13.08GWh，2015年预计将达到60.83GWh，是2009年的4.65倍。

磷酸铁锂材料是最近两年才快速发展起来的电池正极材料，其低廉的价格、较高的安全性能、较好的结构稳定性、优越的循环性能使得其作为动力电池和备用电源领域有广阔的应用前景，理论上大有取代锰酸锂之趋势，实际应用上没有达到想象的效果。

据有关材料分析，通过对混合动力汽车、电动工具、电动自行车、电动代步车4个领域的电池需求进行测算，保守的按照10～20％的渗透率计算，磷酸铁锂电池全球的市场规模就达到280亿元，磷酸铁锂的需求量达6万吨以上。根据磷酸铁锂的领先企业A123的测算，全球磷酸铁锂的实际需求量超过15万吨，供需缺口在10万吨以上。

2010年上半年最火热的磷酸铁锂话题，最近差不多烟消云散，曾经为专利争斗不休的磷酸铁锂企业或机构开始达成一致。CNRS、Universite de Montreal、Hydro-Quebec、LFP Technology、Dr. John Goodenough、Dr. Michel Armand、Phostech Lithium几家专利持有者达成协议，联合成立Swiss Muttenz LiFePO4+C Licensing AG推广磷酸铁锂技术。而磷酸铁锂未在量产车型上见到。目前量产的要么是三元系要么是锰酸锂。磷酸铁锂无法解决一致性和使用寿命的问题，同时还有安全的问题。磷酸铁锂龙头企业A123 System持续亏损，并且亏损幅度持续扩大，2011年上半年亏损3300万美元，亏损幅度是2010年上半年的6倍。

4.2 我国磷酸铁锂需求分析与预测

4.2.1 我国磷酸铁锂消费分析

磷酸铁锂正极材料的产业化将直接带动锂离子动力电池的产业化，同时由于磷酸铁锂动力电池的重量轻，续航能力大的优势，电动自行车行业将以更高的速度增长。磷酸铁锂正极材料的产业化也将推动混合电动车的应用和推广。同时，