【文章內(nèi)容簡介】 實際產(chǎn)能為 500噸 /年，計劃在 2年內(nèi)達(dá)成 4000噸 /年的產(chǎn)能。 LFP材料國內(nèi)外廠商市場狀況總結(jié)（一） 2023/3/28 ?目前磷酸鐵鋰產(chǎn)業(yè)化過程中成品率低，產(chǎn)品批次間穩(wěn)定差，如果 磷酸鐵鋰電池的成品率能夠提高到 90％，將會使它的成本降低 到目前的 50％左右，從而能夠大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。 ?每一部電動汽車有大約 200300公斤重的鋰電池，這些鋰電池需 要 60公斤的磷酸鐵鋰，年產(chǎn) 100萬輛電動汽車每年就需要 6萬噸磷 酸鐵鋰。但是，目前全球可查的產(chǎn)能是 1500噸，潛在的供需缺 口非常大，導(dǎo)致磷酸鐵鋰的利潤率高達(dá) 70%。相比之下，普通新 能源汽車只有 20%左右的利潤 率，動力電池利潤率達(dá)到 30%到 40%，電池材料利潤率是最高的，正極材料目前是整個鋰電池產(chǎn) 業(yè)鏈發(fā)展的核心。 LFP材料國內(nèi)外廠商市場狀況總結(jié)（二） 2023/3/28 正極材料的工藝極大地影響了電池的性能，因此提高和改良工藝是電池產(chǎn)業(yè)化的一個重要的因素。下面我們來了解幾種工藝法，比較一下各自的優(yōu)缺點： 1. 高溫固相法 高溫固相法是磷酸鐵鋰生產(chǎn)的主要方法，也是最成熟的方法 。通 常以鐵鹽 (如草酸亞鐵 FeC2O4 〃 2H 2 O)、磷酸鹽 (如磷酸氫二銨 (NH4 )2 HPO4 )和鋰鹽 (如碳酸鋰 Li2CO 3)為原料，按化學(xué)計量比充分混勻后 ，在惰性氣氛中先經(jīng)過較低溫預(yù)分解，再經(jīng)高溫 焙燒 ，研磨粉碎制成。 ?優(yōu)點 ： 高溫 固相合成法操作及工藝路線設(shè)計簡單，工藝參數(shù)易于控制，制備的材料性能穩(wěn)定，易于實現(xiàn)工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。 ?缺點： ①粉體原料需要長 時問的研磨混合，且混合均勻程度有限，摻雜改性效果差 ； ②要求較高的熱處理溫度和較長的熱處理時間，能耗大； ③產(chǎn)物在組成、結(jié)構(gòu)、粒度分布等方面存在較大差別，易出現(xiàn) Fe的雜質(zhì)相； ④材料電化學(xué)性能不易控制 ； ⑤采用的草酸亞鐵比較貴，材料制造成本較高；反應(yīng)時需要大量的惰性保護氣體，惰性氣 體成本較高； ⑥同時燒結(jié)過程中會產(chǎn)生氨氣、水、二氧化碳，他們在爐膛內(nèi)經(jīng)過冷卻的過程時會產(chǎn)生碳酸氫銨晶體顆粒而造成產(chǎn)品的污染。此外 ，氨氣的產(chǎn)生不利于環(huán)保 ，應(yīng)進(jìn)一步增加尾氣處理設(shè)備。 正極材料磷酸鐵鋰的生產(chǎn)工藝（一） 2023/3/28 2. 碳熱還原法 碳熱還原法也是高溫固相法中的一種，是比較 容 易 工 業(yè) 化 的 合 成 方 法，多 數(shù) 以磷 酸 二氫 鋰 (LiH2PO4 )、三氧化二鐵 (Fe2 O3 )或四氧化三鐵、蔗 糖為原料 ，均勻混合后，在高溫和氬氣或氮氣保護下 焙燒 ，碳將三價鐵還原為二價鐵，也就是通過碳熱還 原法合成磷酸鐵鋰。 ? 優(yōu)點：解決了在原料混合加工過程中可能引發(fā)的氧化反應(yīng)，使合成過程更為合理，同時改善了材料的導(dǎo) 電性。 ? 缺點 ：反應(yīng)時間相對過長，溫度難以控制，產(chǎn)物一致性要求的控制條件更為苛刻，難以適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)。 水熱合成法屬于濕法范疇，它是以可溶性亞鐵鹽、鋰鹽和磷酸為原料，在水熱條件下直接合成 LiFePO4 ，由于氧氣在水熱體系中的溶解度很小，水熱體系 LiFePO4 的合成提供了優(yōu)良的惰性環(huán)境。 ?優(yōu)點：水熱法可以在液相中制備超微細(xì)顆粒，原 料可以在分子級混合。具有物相均勻、粉體粒徑小 以及操作簡便等優(yōu)點，且具有易量產(chǎn)、產(chǎn)品批量穩(wěn)定性好、原料價廉易得的優(yōu)點。同時生產(chǎn)過程中不需要惰性氣氛。 ?缺點：水熱合成法制備的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)中常常存在著鐵的錯位，生成了亞穩(wěn)態(tài) FePO4 ，影響了產(chǎn)物的化學(xué)及電化學(xué)性能。同時也存在粒徑不均勻、物相不純凈、設(shè)備投資大 (耐高溫高壓反應(yīng)器的設(shè)計制造難度大，造價也高 )或工藝較復(fù)雜的缺點。 正極材料的生產(chǎn)工藝（二） 2023/3/28 正極材料的生產(chǎn)工藝（三） 總結(jié)： 1. 另外，溶膠 — 凝膠合成法 、液相共沉淀法、微波合成法等也應(yīng)用在制備 LFP原材料上。 2. 這些工藝都有各自的優(yōu)缺點，但目前通過改良工藝后，應(yīng)用比較廣泛的還是前 3種，美國的 A123和加拿大的 Phostech公司采用固相法 ，美 國的 Valence公司采用碳熱還原法， LG化學(xué)利用連續(xù)水熱合成法。 3. 在材料制備過程中，導(dǎo)電碳包覆是 LiFePO4制備過程中的一項關(guān)鍵技術(shù)。 A123通過在箔體表面預(yù)先涂敷一層高品質(zhì)導(dǎo)電碳層，有效的降低了電池的內(nèi)阻，提升了磷酸鐵鋰電池的大倍率放電能力。 磷酸鐵鋰生產(chǎn)的工藝流程 儲料混合 /球磨 檢驗入庫 燒結(jié)品處理 中間體燒結(jié) 中間體處理 預(yù)燒結(jié) 2023/3/28 磷酸鐵鋰的上游產(chǎn)業(yè)是碳酸鋰，原材料的資源豐富與否也極大地影響了產(chǎn)業(yè)鏈，下面我們對上游產(chǎn)業(yè)做一個分析： 從以上的圖可以看到，中國的鋰儲量位居全球第二，占 13％。另外，據(jù) SQM2023年 年報數(shù)據(jù)顯示， 2023年全球碳酸鋰產(chǎn)能在 12－ 15萬噸，產(chǎn)量在 ，其中中國占 22％。 磷酸鐵鋰上游產(chǎn)業(yè) 2023年全球碳酸鋰產(chǎn)量 全球鋰儲量餅圖 2023/3/28 1. 碳酸鋰按照純度可以分為工業(yè)級 98～ 99％、醫(yī)藥級 ％、電池級 ％、 高純級 ～ ％，國內(nèi)廠商生產(chǎn)碳酸鋰主要集中在工業(yè)級別，電池級 產(chǎn)能占總產(chǎn)能的 1/3。 1. 進(jìn)入碳酸鋰行業(yè)必須具備兩大要素： 2. 碳酸鋰主要原料是鹽湖鹵水（礦石法由于成本高在全球產(chǎn)能很?。?，進(jìn)入企業(yè)必須擁有鋰資源豐富的鹽湖資源， 3. 全球鹽湖以高鎂低鋰型為主，提純分離碳酸鋰的工藝技術(shù)難度大，這些技術(shù)掌握在國外公司手中。 4. 國內(nèi)擁有大型鹽湖、具有鹵水制鋰條件的僅有青海國安、西藏礦業(yè)和青海鋰業(yè)，由于提純工藝還存在一定差距，實際產(chǎn)能遠(yuǎn)未達(dá)到規(guī)劃產(chǎn)能，且主要以工業(yè)級碳酸鋰為主。 5. 其中西藏礦業(yè)資源最豐富，保守估計有 200萬噸碳酸鋰儲量， 08年產(chǎn)能2600噸，遠(yuǎn)期規(guī)劃 2萬噸。 碳酸鋰技術(shù)市場狀況 2023/3/28 年產(chǎn) 200噸磷酸鐵鋰設(shè)備和原材料預(yù)算 2023/3/28 鋰電池原材料 — 隔膜 一：基本介紹 ?隔膜是關(guān)鍵的內(nèi)層組件之一。隔膜的性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等，直接影響電池的容量、循環(huán)以及安全性能等特性，性能優(yōu)異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。 ?隔膜通俗點的描述就是一層多孔的塑料膜，是鋰電材料中技術(shù)壁壘最高的一種高附加值材料，約占鋰電池成本的 20%30%，毛利率可高達(dá) 60％－ 70％。 ?隔膜價格居高不下的主要原因是一些制作隔膜的關(guān)鍵技術(shù)被日本和美國所壟斷，國產(chǎn)隔膜特別是高端隔膜的指標(biāo)還未達(dá)到國外產(chǎn)品的水平。 ?隔膜技術(shù)難點在于造孔的工程技術(shù)以及基體材料。其中造孔的工程技術(shù)包括隔膜造孔工藝、生產(chǎn)設(shè)備以及產(chǎn)品穩(wěn)定性?；w材料包括聚丙烯、聚乙烯材料和添加劑。 2023/3/28 二：隔膜生產(chǎn)工藝介紹 2023/3/28 三：基體材料 ?隔膜所采用基體材料對隔膜力學(xué)性能以及與電解液的浸潤度 有直接的聯(lián)系。 ?世界前三大隔膜生產(chǎn)商日本 Asahi(旭化成 ) 、美國 Celgard 、 Tonen(東燃化學(xué) )都有很強的研發(fā)實力。 ?Tonen(東燃化學(xué) )和美孚化工合作后，采用美孚化工研發(fā)的高熔 點聚乙烯材料后， Tonen推出熔點高達(dá) 170℃ 的濕法 PE鋰電池隔 膜。采用特殊處理的基體材料，可以極大的提高隔膜的性能， 從而滿足鋰電池一些特殊的用途。 ?國內(nèi)鋰電池廠家所采用的基體材料 90％都是通過外購，自身研發(fā) 實力不強。 ?目前，隔膜的市場價格一般在 100萬元 /噸左右。 2023/3/28 四：國內(nèi)外隔膜主要生產(chǎn)企業(yè)市場狀況 2023/