磷酸铁锂材料及其行业动态

磷酸铁锂材料产业化现状—市场现状
• 2009年全球产量不超过1300吨，其中，中国的销 量约为800吨。
• 中国磷酸铁锂材料发展过热，预计投入生产的企 业超过70家。在6月结束的CIBF2010上，就有50多 家企业参展。
• 中国企业，包括台湾企业，刚看好磷酸铁锂材料， 主要看好未来的动力电池市场。
磷酸铁锂材料产业化现状—各国产业进展
台湾Aleees以与金属氧化物共晶的磷酸铁锂晶核技术提高产品的 稳定性（掺钒）。台湾长圆能源生产高碳磷酸铁理，加工性能优 越
国内主要有天津斯特兰、北大先行、深圳贝特瑞、BYD、深圳德方纳 米公司、烟台卓能等多家企业进入工业化批量生产并向市场稳定供 货。
磷酸铁锂材料产业化现状—技术现状
• 目前主要问题：产品稳定性差、低温性能差。同 时面临专利问题。
• 德国南方化学拟投资6000万欧元，使加拿大 PHOSTECH的产能到2012年达到2400吨。
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磷酸铁锂材料产业化现状—市场现状
主要生产厂 家产量及价格
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
材料供应商 斯特兰 贝特瑞 台湾立凯 台湾长园 烟台卓能 新乡华鑫 北大先行 苏州恒正
目前国内磷酸铁锂正极材料批量生产技术还存在突出的工艺稳定性问题。突出表现在： 一些大的锂离子电池制造商从磷酸铁锂材料平均粒径、电极加工性、 电极压实密度、实际比容量、循环寿命、倍率放电、温度特性、安 全性等方面对国内几个磷酸铁锂材料供应商和Valence等国外供应商 所提供的材料进行了非常系统的试验评价，客观的试验数据表明： 国内磷酸铁锂批产产品与Valence等国外供应商产品比较仍有较大差 距；
振实密度 （g/cm3)
1.5 1.0 1.2 1.2 1.2-1.5 1.1 1.2 1.2 1.0
比容量 （mAh/g)
140 136 -----135(1C) -----140 130 145 150
循环寿命及容量保持率 （%）
2000次、90 500次、84
-----2000次、85 500次、98.4 2000次、82 1000次、96 2000次、80 1000次、90
指标
体系
LCO（钴酸锂） LMO(锰酸锂） NCM（三元系） NCA（二元系） LFP（磷酸铁锂）
比能容(mAh/g)
135~140
100~120
130~140
160~180
130~150
倍率特性
中
低温性能
优
高温性能
优
循环特性（次）
500
安全性
差
成本
高
优
中
中
优
优
优
优
差
差
优
优
优
300
500
500
20000
好
较好
差
优
低
较高
高
低
磷酸铁锂材料产业化现状—各国产业进展
美国Valence公司2003年开始LiFePO4的产业化 ，并和中国的部分锂 离子电池厂家进行合作 。 A123公司主要从事通过纳米技术和掺杂金属离子的LiFePO4材料的 产业化，并积极与国内有实力的电池公司进行合作。
加拿大的Phostech公司采用碳元素涂布技术结合离子掺杂进行生产， 已进入中国国内市场。
2) 产品比容量低。国内科研和中试阶段磷酸铁锂材料做得好的达到150mAh/g155mAh/g，而批产产品通常在120mAh/g-140mAh/g范围，而Valence公司磷 酸铁锂材料稳定在140 mAh/g。若120mAh/g与140mAh/g两种质量水平材料 比较，2只18650电池分别各装入12g两种材料，则2只电池的理论放电容量 分别为1440 mAh和1680mAh，相差200 mAh的容量。
一些锂离子电池制造商还反映一个现象：同一供应商提供的产 品质量批次一致性差异较大、重复性很差；
磷酸铁锂材料产业化现状—技术现状
Valence公司产品与国产产品3个主要指标对比
序号
公司
1 Valence公司 2 国内厂家一 3 国内厂家二 4 国内厂家三 5 国内厂家四 6 国内厂家五 7 国内厂家六 8 国内厂家七 9 国内厂家八
A123 Phostech
月订单数（吨）
18 3 7 5 9 6 2 3 8 4
单价（万/吨） 15.5 14.5 14 13 13.5 12.5 14 15 28 25
主要内容
① 磷酸铁锂材料产业化现状 ② 磷酸铁锂材料存在的主要问题 ③ 磷酸铁锂材料研究方向讨论 ④ 磷酸铁锂电池研发和应用 ⑤ 动力电池各种技术路线的分析 ⑥ 锂离子电池最新的技术动向
水热合成法 容易控制晶型和粒径，物相均一，粉体粒径 需要高温高压设备，设备造价高造价高，
小，过程简单。
工艺复杂。
液相共沉淀法 溶解过程中原料间可均匀分散，前驱体可实 反应后需沉淀、过滤、洗涤等；工艺较
现低温合成。
长。
微波法
该方法设备简单、加热温度均匀、易于控制、 所需时间短。
工业化生产的困难较大。
凝胶-溶胶法 化学均匀性好、热处理温度低、粒径小且分 干燥收缩大、工业化难度较大、合成周
布窄、反应过长易于控制、设备简单。
期较长、制备的过程较复杂。
磷酸铁锂材料存在的主要问题—国内产品质量问题
1) 产品振实密度低。Valence公司磷酸铁锂材料的振实密度为1.5g/cm3，而国 内的磷酸铁锂正极材料供应商提供的数据为1.2g/cm3，国内批产产品的水平 通常在1.0g/cm3-1.2g/cm3。假设1只18650电池中磷酸铁锂正极设计体积为 7cm3，采用1.5g/cm3振实密度的材料可装入10.5克；而采用1.2g/cm3振实密 度的材料仅装入8.4克，两者差了约25%。
磷酸铁锂材料存在的主要问题—生产工艺选择
制备方法
优点
缺点
普高温固相法 工艺简单，易实现工业化、制备条件容易控 晶体尺寸较大，产品倍率特性较差。 制。分解产物易于除去，减少了杂质的生成。
碳热还原法
避免了反应过程中Fe2+可能氧化为Fe3+，使 合成过程更为合理。
反应时间仍相对过长，产物一致性要求 的控制条件更为苛刻。
磷酸铁锂材料及其电池
2011.12.12
主要内容
① 磷酸铁锂材料产业化现状 ② 磷酸铁锂材料存在的主要问题 ③ 磷酸铁锂材料研究方向讨论 ④ 磷酸铁锂电池研发和应用 ⑤ 动力电池各种技术路线的分析 ⑥ 锂离子电池最新的技术动向
锂离子动力电池正极材料现状
电动汽车用锂离子动力电池已成为市场和研发的热点。目前研究的主要正极 材料包括锰酸锂（LMO）、磷酸铁锂（LFP） 、镍钴锰（NCM）