【正文】 但隨著中國(guó)、韓國(guó)鋰電池制造技術(shù)的開發(fā)和提升，日本鋰電池出貨量的比例在逐漸降低，而中國(guó)和韓國(guó)鋰電池出貨量的比例在逐漸增加。鋰離子動(dòng)力電池具有能量密度高、環(huán)境友好、安全性好和循環(huán)壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，成為電動(dòng)車首選移動(dòng)能源。工業(yè)的發(fā)展和人類文明的進(jìn)步很大程度建立在石油能源的基礎(chǔ)上，并且依賴程度日趨嚴(yán)重，石油能源是不可再生能源，隨著石油能源的匱乏，人類提出了節(jié)約、合理使用石油能源。 該 公司領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)來(lái)自中國(guó)大陸、美國(guó)和加拿大，他們帶來(lái)了豐富的納米化學(xué)技術(shù)，鋰離子電池技術(shù)、制造業(yè)和市場(chǎng)銷售經(jīng)驗(yàn) 。 恒正科技（蘇州）有限公司 恒正科技（蘇州）有限公司 2020 年 8 月成 立于蘇州高新區(qū)，為加拿大獨(dú)資企業(yè)，投資總額 500 萬(wàn)美元。 天津斯特蘭能源科技有限公司 天津斯特蘭能源科技有限公司是一家擁有自主研發(fā)的國(guó)際先進(jìn)磷酸鹽正極材料工藝技術(shù)和生產(chǎn)制造能力的高新技術(shù)企業(yè)，是目前國(guó)際上少數(shù)幾家專業(yè)生產(chǎn)磷酸鹽系列鋰電正極材料的公司之一。 北京市西城環(huán)衛(wèi)局計(jì)劃實(shí)施 30 輛純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車示范運(yùn)行項(xiàng)目，預(yù)計(jì) 2020年 10 月 1 日前全部投入運(yùn)行。 以 “科技奧運(yùn)，綠色奧運(yùn) ”為主題的北京奧運(yùn)會(huì)上應(yīng)用了 50 輛純電動(dòng)客車。 開發(fā)出大容量磷酸鐵鋰動(dòng)力電池制作技術(shù)，與協(xié)作單位合作率先實(shí)現(xiàn)了磷酸鐵鋰動(dòng)力 電池的規(guī)模生產(chǎn)。 2020 年實(shí)現(xiàn)鈷酸鋰和三元素年產(chǎn)能 4000 噸 ， 磷酸鐵鋰年產(chǎn)能 2020 噸。公司由東圣投資有限公司和北京大學(xué)合作創(chuàng)建，在鋰離子電池材料方面處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位，成功地研制出具有國(guó)際先進(jìn) 水平的正極材料鈷酸鋰、三元素和磷酸鐵鋰。 從 2020 年成立，到 2020 與南方化學(xué)初次合作，再到 2020 年成為南方化學(xué)的全資子公司， Phosphate Lithium 公 司獲得源源不斷的資金支持。蒙特利爾大學(xué)（ UdM）開展橄欖石型正極材料 LiMPO4(M=Co、 Ni、 Mn 和 Fe 等 )熔融法合成方面的研究并與法 國(guó)國(guó)家科研中心（ CNRS）和 Phostech 一起取得相關(guān)專利。南方化學(xué)（ S252。 1996 年， John 博士及其研究小組在德州大學(xué)獲得磷酸鋰陰極的專利權(quán)。該公司在研發(fā)方面傾注了大量的資源，除了加拿大國(guó)內(nèi)的 St. Bruno 公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)外，還在其位于德國(guó) Moosburg的母公司擁有一個(gè)運(yùn)營(yíng) Life Power174。al）關(guān)于磷酸亞鐵鋰材料在電池中的應(yīng)用的專利的獨(dú)家使用權(quán)。目前，總投資已高達(dá) 1300 萬(wàn)美元。dChemie)的全資子公司。 表 2020～ 2020年我國(guó)磷酸鐵鋰 產(chǎn)能 產(chǎn)量 預(yù)測(cè)表 圖 2020～ 2020年我國(guó)磷酸鐵鋰 產(chǎn)能產(chǎn)量 預(yù)測(cè) 圖 展望 未來(lái) ，另外隨著技術(shù)和市場(chǎng)不斷趨于成熟，肯定還會(huì)誕 生一批新的企業(yè)，風(fēng)險(xiǎn)投資也必將介入進(jìn)來(lái)。鋰電中國(guó)基本認(rèn)同這個(gè)觀點(diǎn)，只是由于 2020 年下半年開始蔓延全球的經(jīng)濟(jì)危機(jī)，延緩了這個(gè)進(jìn)程。在產(chǎn)能方面中國(guó)的材料供應(yīng)商與國(guó)外大廠差不多，售價(jià)比國(guó)外要低，但材料加工性能和穩(wěn)定性略遜一籌。 目前的市場(chǎng)現(xiàn)狀是 磷酸鐵鋰生產(chǎn) (中試或者生產(chǎn) )企業(yè) 尋找 客戶 和 市場(chǎng) 。 ? 2020 年， ? 2020 年 ? 2020 年 ? 我國(guó)磷酸鐵鋰 生產(chǎn) 現(xiàn)狀 目 前，國(guó)內(nèi)的磷酸鐵鋰產(chǎn)業(yè)投資熱 依然 在興起，其勢(shì)頭超過(guò)了其他任何國(guó)家。目前年生產(chǎn)磷酸鐵鋰 500 噸 ，錳酸鋰 600 噸 。 青島乾運(yùn)高科新材料有限公司將鋰離子電池正 極材料的產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目引入青島， 2020 年初開始研究新型鋰離子電池正極磷酸鐵鋰的產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目。 2020 年將產(chǎn)能擴(kuò)張到 4000 噸 /年。 50Ah、 55Ah和 120Ah 磷酸鐵鋰動(dòng)力電池通過(guò)了 201 所按 QC/T7432020《電動(dòng)道路車輛用鋰 離子蓄電池》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)制測(cè)試。 北大先行 2020 年獲得北京市科技計(jì)劃項(xiàng)目戰(zhàn)略高技術(shù)基礎(chǔ)研究基金的支持； 2020 年獲得科技部 863 計(jì)劃新材料領(lǐng)域的支持； 2020 年被科技部評(píng)定為首個(gè)磷酸鐵鋰國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品。恒正納米科技在最終產(chǎn)品中為了提高導(dǎo)電性，添加了價(jià)格昂貴的 Ni、 Co 和 Mn 過(guò)渡金屬層狀材料；并且廣泛采用進(jìn)口設(shè)備和原材料。國(guó)內(nèi)的企業(yè)北大先行 、天津斯特蘭，湖南瑞翔 和蘇州恒正納米科技也都進(jìn)行了批量生產(chǎn)，但是他們的生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品各有不利的方面。 1998 年，國(guó)家 863 計(jì)劃投資 20 億在汕頭研究磷酸鋰鐵。 zM39。 表 2020年國(guó)際 磷酸鐵鋰主要生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)能統(tǒng)計(jì) 表 序號(hào) 企業(yè)名稱 產(chǎn)能 備注 表 2020～ 2020年 國(guó)際 磷酸鐵鋰主要生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)能增長(zhǎng) 表 序號(hào) 企業(yè)名稱 07年產(chǎn)能 08年產(chǎn)能 09年產(chǎn)能 10年產(chǎn)能 圖 2020～ 2020年 國(guó)際 磷酸鐵鋰產(chǎn)能增長(zhǎng)圖 目前 LFP 最上游的化合物專利，被三家專業(yè)材料公司所掌握 ，分別是 A123的 Li1xMFePO Phostech 的 LiMPO4以及 Aleees 的 LiFePO4 目前 （ 2020 年 10 月底）， 國(guó)際上 （包括中國(guó)臺(tái)灣 ，不包含中國(guó)大陸 ） 在磷酸鐵鋰領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)主要有 10 家， 總產(chǎn)能為 萬(wàn)噸左右， 分別是美國(guó)的A123，加拿大的 Phostech 以及美國(guó)的 Valence，掌握較為成熟的量產(chǎn)技術(shù)。 日本住友大阪水泥公司于 2020年新建一座年產(chǎn)能為 1000噸 的磷酸鐵鋰批量生產(chǎn)廠。 臺(tái)灣大同科技 旗下 的 尚志精密化學(xué) 公司 2020 年與工研院材化所技術(shù)合作，并取得經(jīng)濟(jì)部主導(dǎo)性新產(chǎn)品輔助開發(fā)計(jì)劃，包括鋰離子二次電池磷酸鐵鋰正極材料與電池開發(fā)， 2020 年磷酸鐵鋰正極材料正式投產(chǎn)。 臺(tái)灣長(zhǎng)園科技實(shí)業(yè)股份有限公司于 2020 年正式生產(chǎn)鋰電池鈷系、鎳系及鎳鈷系正極材料， 2020 年鋰鐵正極材料量產(chǎn)研發(fā)成功，并申請(qǐng)多項(xiàng)美國(guó)及世界專利，于 2020 年宣布正式取得美國(guó)產(chǎn)品 USPTO 專利。鴻運(yùn)電子也將繼加拿大 Phostech Lithium、 美國(guó) Valence 及 A123 公司 之后，全球第 四 家可量產(chǎn)磷酸鐵鋰材料并成 功制成電池的公司。 磷酸鐵鋰電池讓 A123 公司 飛黃騰達(dá)，用于電動(dòng)工具的 26650 電池的累計(jì)銷售已突破 1 億美金。 Valence 磷酸鐵鋰 生產(chǎn)基地在中國(guó)， 威能科技（蘇州）有限公司和 威泰能源（蘇州）有限公司 ，分別負(fù)責(zé)磷酸鐵鋰材料的生產(chǎn)和電池制作。 美國(guó) Valence(威能 )作為世界上第一家生產(chǎn)出磷酸鐵鋰并量產(chǎn)成功的廠家，經(jīng)過(guò)不斷的技術(shù)進(jìn)步， Valence 電池具有穩(wěn)定性和超低差異，這是他最見長(zhǎng)的。 Phostech Lithium 公司因擁有生產(chǎn)和銷售基于 Goodenough 博士專利的電池材料的專有權(quán)而在鋰電池領(lǐng)域占有舉足輕重的地位。 與傳統(tǒng)的鋰離子二次電池正極材料，尖晶石結(jié)構(gòu)的 LiMn2O4 和層狀結(jié)構(gòu)的LiCoO2相比， LiMPO4的原物料來(lái)源更廣泛、價(jià)格更低廉且無(wú)環(huán)境污染。與目前國(guó)內(nèi)外采用的工藝（固相法）相比，可節(jié)能 40%以上，生產(chǎn)周期縮短 50%以上。 近幾年來(lái)我國(guó)開展鋰離子電池正極材料研究開發(fā)的單位主要有 ： 天津電子18 所、北京有色金屬研究總院、 四川省有色冶金研究院 、 中科院化學(xué)所及物理所、中國(guó)兵器工業(yè)第二一三研究所、中南大學(xué)、廈門大學(xué)、中科院鹽湖所、北京科技大學(xué)、清華大學(xué) 、 武漢大學(xué) 、 浙江大學(xué) 、 江西理工大學(xué) 、 東北師范大學(xué) 等 等單位。 LiFePO4材料的合成難度很大，目前所應(yīng)用的主要是固相法生產(chǎn)，生產(chǎn)周期長(zhǎng)、能耗高，污染嚴(yán)重，產(chǎn)品批次穩(wěn)定性差。 在材料制備過(guò)程中，導(dǎo)電碳包覆是 LiFePO4 制備過(guò)程中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。 目前國(guó)內(nèi)外已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)磷酸鐵鋰電池量產(chǎn)的合成方法 主要 是高溫固相法，高溫固相法又分傳統(tǒng)的（以天津斯特蘭、湖南瑞翔、北大先行等為代表，以草酸亞鐵做為鐵源）和改進(jìn)的（以美國(guó) Valence、蘇州恒正為代表，以三價(jià)鐵物質(zhì)做為鐵源，該法也稱碳熱還原法）兩種。 其他合成方法 ? 磷酸鐵鋰生產(chǎn)技術(shù)工藝經(jīng)濟(jì)比較 依據(jù)工藝路線的不同，生產(chǎn)磷酸鐵鋰正極材料的主要原材料有草酸亞鐵、氧化鐵紅、磷酸鐵、磷酸二氫鋰和磷酸二氫銨等。 乳液干燥法 ? 霧化分解法 霧化分解法是一種獲得小尺寸、規(guī)則形態(tài)的材料的有效方法 ， 即將載氣流通過(guò)超聲噴霧的方法通入到高溫 (450～ 650℃ )反應(yīng)器中。 沉淀法 ? 溶劑熱合成法 溶劑熱合成法與水熱合成法相對(duì)應(yīng) ， 是用有機(jī)溶劑或水和有機(jī)溶劑的混合物代替水做介質(zhì) ， 采用類似水熱合成的原理。同時(shí)生產(chǎn)過(guò)程中不需要惰性氣氛。結(jié)果表明 ， 在 30℃的環(huán)境溫度下 ， 材料 、1C 和 5C 首次充放電比容量分別為 15 152 和 136mA 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。該方法是一種制備薄膜電極的方法 ， 但是需要特殊的設(shè)備。 還 解決了在原料混合加工過(guò)程中可能引發(fā)的氧化反應(yīng)，使合成過(guò)程更為合理，同時(shí)改善了材料的導(dǎo)電性。 560℃樣品在放電倍率為 時(shí)的首次放電比容量為 151mA h/g。 Mich 等以 FePO4目前主要有固相法和液相法 ， 其中固相法包括高溫固相反應(yīng)法、碳熱還原法、微波合成法和脈沖激光沉積法 ； 液相法包括溶膠 h/g。 圖 磷酸鐵鋰 的空間結(jié)構(gòu)圖 LiFePO4由 FeO6八面體和 PO4四面體構(gòu)成空間骨架 ， P 占據(jù)四面體位置 ， 而Fe 和 Li 則填充在八面體空隙中 ， 其中 Fe 占據(jù)共角的八面體位置 ， Li 則占據(jù)共邊的八面體位置。因此 ，開發(fā)新型高能廉價(jià)的正極材料對(duì)鋰 離子電池的發(fā)展至關(guān)重要。當(dāng)前一些廠家通過(guò)改進(jìn)電解液體系、改進(jìn)正極配方、改進(jìn)材料性能和改善電芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等使磷酸鐵鋰的低溫性能有所提升，但還未真正滿足需求。 磷酸鐵鋰電池的低溫性能是令人擔(dān)心的。 振實(shí)密度低，影響電容量 。 目前在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中通過(guò)在前驅(qū)體添加有機(jī)碳源和高價(jià)金屬離子聯(lián)合摻雜的辦法來(lái)改善材 料的導(dǎo)電性（ A12煙臺(tái)卓能正采用這種方法），研究表明，磷酸鐵鋰的電導(dǎo)率提高了 7 個(gè)數(shù)量級(jí)，使磷酸鐵鋰具備了和鈷酸鋰相近的電導(dǎo)特性。 過(guò)放電到零伏也無(wú)損壞，零電壓存放 7 天后電池?zé)o泄漏，性能良好， 容量為 100%；存放 30 天后，無(wú)泄漏、性能良好，容量為 98%；存放 30 天后的電池再做 3 次充放電循環(huán)，容量又恢復(fù)到 100%。 充電性能 好。存在的不足是電子離子傳到率差，不適宜大電流的充放電，在應(yīng)用方面受阻。 磷酸鐵鋰 是目前最安全的鋰離子電池正極材料；不含任何對(duì)人體有害的重金屬元素； 即使電池內(nèi)部或外部受到傷害，電池不燃燒、不爆炸、安全性最好。以滿足電動(dòng)車頻繁充放電的需要。 磷酸鐵鋰 性能 特點(diǎn) 鋰離子電池的性能主要取決于正負(fù)極材料，磷酸鐵鋰作為鋰電池正極材料其安全性能與循環(huán)壽命是其它材料所無(wú)法相比的，這些也正是動(dòng)力電池最重要的技術(shù)指標(biāo)。 采用磷酸鐵鋰作為鋰離子電池正極材料的電池被稱為磷酸鐵鋰電池，由于磷酸鐵鋰電池的眾多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛使用于各個(gè)領(lǐng)域。凝膠法 ................................................ 10 水熱合成法 .................................................. 11 沉淀法 ...................................................... 11 溶劑熱合成法 ................................................ 11 乳液干燥法 .................................................. 12 霧化分解法 .................................................. 12 其他合成方法 .................................................... 12 磷酸鐵鋰生產(chǎn)技術(shù)工藝經(jīng)濟(jì)比較 ......................................... 12 磷酸鐵鋰的改性及研究 ................................................. 13 磷酸鐵鋰生產(chǎn)工藝研究方向與選擇 ....................................... 13 第三章、磷酸鐵鋰的生產(chǎn)現(xiàn)狀與預(yù)測(cè) ..................................................................... 14 國(guó)際磷酸鐵鋰發(fā)展及生產(chǎn)現(xiàn)狀 ........................................... 14 我國(guó)磷酸鐵鋰發(fā)展及生產(chǎn)現(xiàn)狀 ........................................... 18 我國(guó) 磷酸鐵鋰生產(chǎn)發(fā)展歷程 ...............