关于磷酸铁锂
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关于磷酸铁锂的论述很多,但整体感觉很乱:一是对磷酸铁锂能否成为主流存在歧义;二是关于磷酸铁锂的系统详细的介绍很少。本人从事磷酸铁锂行业应该不短了,突然想系统的说说这个行业。我的设想是这样的,从上游介绍到下游,其中包括磷酸铁锂电池的应用方向,铁锂电池厂家的技术路线及相关情况,铁锂材料技术工艺及相关厂家,铁锂材料前驱体及相关厂家等,相关辅料和设备尽量介绍到。这个主题有为铁锂行业正名造势之嫌,可以想象口水的淹没程度,我只能说本人将本着用事实和数据说话的原则,尽量保证不偏不倚,不夸大其词。至于要不要着手写这个主题,看大家对这个主题的兴趣而定,如果你感兴趣,请回帖留言,给我信号和信心,受欢迎的话,本人就系统的写写。这是一个比较大的话题,包括了技术和市场,得分很多篇幅来完成,本人也不敢夸海口能把这个话题把握好。希望能得到锂电行业朋友的支持,有比较好的素材欢迎发我qq邮箱(2205630884),本人有引用时,会在文中感谢其人或者其司。有可能,年前完成第一个章节,铁锂电池的应用方向,主要论述如下问题:铁锂电池优劣势,铁锂在储能应用上的前景及目前的问题,铁锂能否成为电动车的主流等,我会以数据和事实说话。
关于磷酸鉄锂材料一致性问题
磷酸铁锂的合成是一个复杂的多相反应,一致性比较难控制,做好一致性总的来说从四个方面着手:工艺的选择,原材料品质,设备的选择,生产过程的控制,本次简单讲讲前面两个方面的情况
1,合成工艺路线
国内应用比较成熟的是高温固相法,主要有三种体系,分别对应三种不同的铁源,铁红、磷酸铁和草酸亚铁。工艺路线的选择是几个因素平衡的过程,主要来说包含3个方面的内容:生产成本,技术的成熟度,产品性能。比方说,铁红路线成本低,但容量不行;磷酸铁路线相关技术指标好,但成本相对较高。再比方说,水热合成法优势很多,但是技术不成熟,并且是规模大了成本优势才明显。简单的从技术角度讲,还是看技术团队对工艺的把握程度,上述举例对应的台湾长圆,浙江美思,德方纳米一致性就很不错。我会在以后的篇章详细论述这一点。
2,原材料品质
大家如果留意的话,你会发现,原材料按杂质的多少,分了很多的等级,工业级,食品级,电池级等等。就磷酸铁锂的铁源而言,杂质多了会出问题的,如磁性物质,铁超标等,这不仅是影响批次稳定性的问题,还给电池带来极大的安全隐患。当然,现在原材料研究的不仅仅是杂质这么简单,比方说,浙江美思锂电磷酸鉄锂为什么做得很好,人家自己就生产磷酸
铁铁源,一是人家有上市化工企业的背景,能处理污水等问题,二是人家在磷酸铁这个环节有核心技术,不仅按自己的需要控制好铁磷比、颗粒一次结晶和杂质等,还针对磷酸铁锂材料进行其他一些技术处理,涉及人家机密,点到为止。这点我在以后篇章会详细论述。
关于磷酸铁锂的一致性
本次讲讲关于一致性的第三个方面------设备选型
总的原则来说,设备的选择要和生产工艺匹配,同时要考虑生产规模,这比较繁琐,某些材料厂家甚至是和设备厂一起公关设计的,如比亚迪的改型推板窑,美思的动态生产线(未经byd美思验证,转载请注意)等,同时我建议尽量选择自动化程度高的设备。举个简单的例子,大家就明白什么是匹配了,高温固相法和水热法的设备就不一样,地球人都知道后者基本还是要一个高压反应釜的,对那些鼓吹自己是水热法工艺的厂家,大家看看这个玩意就知道。国内大都用高温固相法,就烧结炉来说,有推板窑,回转窑等,现在主要还是以推板窑为主,差不多都是采用间歇式生产,知道这是一个什么概念吗,人工操作的环节很多,咱暂不说成本,这是我下面要论述的问题,给产品一致性带来很大的挑战,举一个类比的例子,大家就有概念了,以前做手机电池的时候,自动化程度低一点没有问题,人工代替嘛,比亚迪当年就是这么干出来的,大伙可以自己分ABC品,现在做电动车电动工具呀,一致性要求就高了,为什么国内NB电池做得好的不多,才几块电池组装而已呀?比亚迪当年进入这个市场都败北而草草收场,这些我会在铁锂电池篇章再次论述,这是关于电池一致性的问题,现基本都采用自动化和半自动化的设备,人过手的环节少了,一致性相对就高了。材料自动化进展这一块国内做得怎么样了呢,已经有厂家实现全自动化了,一条生产线才三个人,还是三班倒,据我接触的某些厂家,以草酸亚铁为例,差不多要10-12人;这家在生产线的设计上肯定花了不少功夫,也牛,不申请专利,相关技术不公开,想去参观考察肯定没戏,不点名,据我所知,国内现仅此一家,有兴趣的朋友,打听一下应该不难知道是谁。
上面我讲了四点中的三点,本次讲讲第四点-----生产控制
大而泛的说,要建立了完整的IQC-PQC-OQC 管理制度体系。先说IQC,现在的原材料(如铁源)本身就做得不是稳定,上面已经有论述,如果这关不严,后面的放大效应是比较可怕的;生产控制中有几点很关键,配比,温度,受热时间及均匀性,保护气氛等,这是一个比较系统的东西,一个公司的核心技术就在这个环节,举个简单的例子,受热时间宏观上可控,受热一致均匀就难了,如何保证所有颗粒受热情况相对一致呢,这些涉及一些机密,不好与众人说。再说说OQC,很多材料厂家没有电池终试线,这条线大概投资400万左右,这点值得关注,没有用自己的材料做过电池心里发虚就不必说了,也容易把下游的铁锂电池厂家变
成实验基地,人家测多了,也是要人力和成本的,一二三的送,烦了,样品也就堆成山了,另外呢,每款材料都有自己的特点,用好是要做很多的实验来调的,你觉得电池厂家有那么多精力吗?连个推荐配方都拿不出来,这其实说明很多问题。现在国内厂家在这一块做的如何呢,不太好评价,这是一个比较细的活,相对还处于保密状态,举两个实例,我见过一厂家,配料是自动化,误差可以控制在千分之一,对烧结温度的控制,可以保证在上下2度内;另外一致性好的厂家,QC在生产员工中所占比例不小,目前大致在五分之一左右,部门地位相对比较的高。
另外建议一点,厂家产品型号没有必要太多,两款定位好的产品足够了,型号太多,不利于标准规模化,生产时型号转换太频繁容易出问题,对与于成本的控制也是个麻烦事,这个后面会讲。目前市场不少厂家就做两种,倍率型和容量型,本人觉得能做好就够了。当然每种型号的确定涉及到很多技术平衡的问题,比如容量和循环,导电性和比表等等,同时和下游厂家有关联,比方说厂家的配料分散能力,体系选择油系还是水系等等。这一点后面会有论述。
一致性的问题先说到这,其中有很多的问题,涉及很多比较核心的技术问题,需要单独用专题来说,大家感兴趣的话,我会一一详述,我尽量用通俗的语言让大家看得明白。