國(guó)內(nèi)情況
　　我國(guó)從目前來(lái)看是倡導(dǎo)使用磷酸鐵鋰作為動(dòng)力電池的國(guó)家，且磷酸鐵鋰正極材料在我國(guó)的產(chǎn)銷量也是全球最大的，中國(guó)希望通過(guò)磷酸鐵鋰這項(xiàng)技術(shù)的突破從而使電動(dòng)在2010-2020年的十年節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃中“彎道超車”（雖然目前看來(lái)幾乎沒(méi)有可能性），達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水準(zhǔn)。中國(guó)電池工業(yè)協(xié)會(huì)認(rèn)為2012年以后最有潛力成為鋰離子動(dòng)力電池的正極材料即為磷酸鐵鋰材料。中國(guó)（包括臺(tái)灣地區(qū)）從事磷酸鐵鋰正極材料生產(chǎn)的相關(guān)公司基本情況如表2所示。

表2.中國(guó)磷酸鐵鋰正極材料廠商概況

　　最大磷酸鐵鋰正極材料生產(chǎn)企業(yè)是中國(guó)寶安的子公司深圳貝特瑞新能源材料股份有限公司，該公司目前磷酸鐵鋰的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率第一，全球第三。同時(shí)該公司也是全球最大的負(fù)極材料供應(yīng)商，公司現(xiàn)有的產(chǎn)能達(dá)到1500噸。國(guó)內(nèi)以“鐵電池”著稱的比亞迪公司的也生產(chǎn)磷酸鐵鋰正極材料，不過(guò)該公司生產(chǎn)的正極材料大部分都是用于企業(yè)自己使用，基本不外銷。還有天津斯特蘭能源科技有限公司，公司據(jù)稱2012年磷酸鐵鋰產(chǎn)能將達(dá)到 2000噸，并計(jì)劃在未來(lái)2年產(chǎn)能翻番達(dá)到4000噸，從而有望成為國(guó)內(nèi)最大的磷酸鐵鋰生產(chǎn)廠家。國(guó)內(nèi)還有幾家大型的生產(chǎn)磷酸鐵鋰的企業(yè)，如北大先行，目前磷酸鐵鋰的產(chǎn)能是500噸/年。也有一些新晉的磷酸鐵鋰生產(chǎn)廠家，如浙江臺(tái)州的美思鋰電科技有限公司率先建立起全球第一家磷酸鐵鋰全自動(dòng)生產(chǎn)線，并且據(jù)稱該公司現(xiàn)在的產(chǎn)能已經(jīng)達(dá)到1000噸/年，該公司現(xiàn)在的業(yè)務(wù)就是將這些材料推向全球的市場(chǎng)。還有中航鋰電是承擔(dān)國(guó)家863重大專項(xiàng)“大容量磷酸鐵鋰動(dòng)力電池及動(dòng)力模塊技術(shù)開發(fā)”的單位，該公司是專業(yè)從事鋰離子動(dòng)力電池、電源管理系統(tǒng)的研發(fā)和生產(chǎn)，是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的生產(chǎn)100AH以上高倍率、長(zhǎng)壽命、大容量鋰離子動(dòng)力電池制造專業(yè)公司，根據(jù)報(bào)道，中航鋰電最近將與康迪汽車公司合作一起為杭州提供2萬(wàn)輛的純電動(dòng)汽車租賃項(xiàng)目。
　　目前為止，磷酸鐵鋰正極材料已經(jīng)占據(jù)了鋰離子電池正極市場(chǎng)份額的8%，而且近幾年隨著國(guó)內(nèi)幾大正極材料生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)能擴(kuò)大，磷酸鐵鋰的市場(chǎng)增速加快，相信不久磷酸鐵鋰的市場(chǎng)份額將會(huì)越來(lái)越大，因?yàn)楦鶕?jù)前面分析，鈷酸鋰的市場(chǎng)最終會(huì)被其他三種材料所吞噬，在以后的正極材料市場(chǎng)上將會(huì)出現(xiàn)磷酸鐵鋰、錳酸鋰和三元材料三足鼎立的局面，磷酸鐵鋰市場(chǎng)也會(huì)伴隨著電動(dòng)車行業(yè)的興起大放異彩。
　　阻礙磷酸鐵鋰發(fā)展的幾大問(wèn)題：
　　雖然磷酸鐵鋰擁有諸多優(yōu)點(diǎn)，但是也存在不容忽視的根本性缺陷，筆者將前人歸結(jié)起來(lái)的幾點(diǎn)關(guān)于磷酸鐵鋰存在的相關(guān)問(wèn)題再次重申，以正視聽。
　　1、在磷酸鐵鋰制備時(shí)的燒結(jié)過(guò)程中，氧化鐵在高溫還原性氣氛下存在被還原成單質(zhì)鐵的可能性。單質(zhì)鐵會(huì)引起電池的微短路，是電池中最忌諱的物質(zhì)。這也是日本一直不將該材料作為動(dòng)力型鋰離子電池正極材料的主要原因。
　　2、磷酸鐵鋰存在一些性能上的缺陷，如振實(shí)密度與壓實(shí)密度很低， 導(dǎo)致鋰離子電池的能量密度較低。低溫性能較差，即使將其納米化和碳包覆也沒(méi)有解決這一問(wèn)題。美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室儲(chǔ)能系統(tǒng)中心主任Don Hillebrand博士談到磷酸鋰鐵電池低溫性能的時(shí)候，他用terrible來(lái)形容，他們對(duì)磷酸鐵鋰型鋰離子電池測(cè)試結(jié)果表明磷酸鐵鋰電池在低溫下（0℃以下）無(wú)法使電動(dòng)汽車行駛。盡管也有廠家宣稱磷酸鋰鐵電池在低溫下容量保持率還不錯(cuò)，但是那是在放電電流較小和放電截止電壓很低的情況下。
　　3、材料的制備成本與電池的制造成本較高，電池成品率低，一致性差。磷酸鐵鋰的納米化和碳包覆盡管提高了材料的電化學(xué)性能，但是也帶來(lái)了其它問(wèn)題，如能量密度的降低、合成成本的提高、電極加工性能不良以及對(duì)環(huán)境要求苛刻等問(wèn)題。盡管磷酸鐵鋰中的化學(xué)元素Li，F(xiàn)e與P很豐富，成本也較低，但是制備出的磷酸鐵鋰產(chǎn)品成本并不低，即使去掉前期的研發(fā)成本，該材料的工藝成本加上較高的制備電池的成本，會(huì)使得最終單位儲(chǔ)能電量的成本較高。
　　4、產(chǎn)品一致性差。目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有一家磷酸鐵鋰材料廠能夠解決這一問(wèn)題。從材料制備角度來(lái)說(shuō)，磷酸鐵鋰的合成反應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的多相反應(yīng)，有固相磷酸鹽、鐵的氧化物以及鋰鹽，外加碳的前驅(qū)體以及還原性氣相。在這一復(fù)雜的反應(yīng)過(guò)程中，很難保證反應(yīng)的一致性。
　　5、知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題。目前磷酸鐵鋰的基礎(chǔ)專利被美國(guó)德州大學(xué)所有，而碳包覆專利被加拿大人所申請(qǐng)。這兩個(gè)基礎(chǔ)性專利是無(wú)法繞過(guò)去的，如果成本中計(jì)算上專利使用費(fèi)的話，那產(chǎn)品成本將會(huì)進(jìn)一步提高，這對(duì)國(guó)內(nèi)的企業(yè)將是致命的。
　　從技術(shù)角度來(lái)看，磷酸鐵鋰電池最為核心的技術(shù)即為鐵位摻雜技術(shù)、碳包覆技術(shù)及納米化技術(shù)。鐵位摻雜和碳包覆這兩項(xiàng)技術(shù)極大地改進(jìn)了磷酸鐵鋰的電導(dǎo)率，為磷酸鐵鋰材料的實(shí)際應(yīng)用鋪平了道路。但是幾個(gè)專利權(quán)人以及業(yè)內(nèi)其他幾家舉足輕重的大公司手中握有大量磷酸鐵鋰的核心技術(shù)專利，基本上封鎖了磷酸鐵鋰領(lǐng)域的主要發(fā)展方向；A123系統(tǒng)公司（現(xiàn)已被中國(guó)萬(wàn)向收購(gòu)）獨(dú)家壟斷了納米磷酸鐵鋰材料的制備技術(shù)。而且，他們?nèi)匀辉诶^續(xù)著有關(guān)磷酸鐵鋰的專利布局，在美國(guó)、歐洲以及亞洲市場(chǎng)的商業(yè)推進(jìn)步伐從未停止。短期來(lái)看，中國(guó)企業(yè)在中國(guó)國(guó)內(nèi)研發(fā)、生產(chǎn)磷酸鐵鋰正極材料的風(fēng)險(xiǎn)不是很大，但未來(lái)要走向世界市場(chǎng)必將面臨嚴(yán)峻的專利考驗(yàn)。
　　從研發(fā)和生產(chǎn)鋰離子電池的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，日本是鋰離子電池最早商業(yè)化的國(guó)家，并且一直占據(jù)著高端鋰離子電池市場(chǎng)。日本選擇改性錳酸鋰作為動(dòng)力型鋰離子電池正極材料，可能是由于目前看來(lái)磷酸鐵鋰還有一些關(guān)鍵性技術(shù)還無(wú)法解決；但是也存在另一種可能：日本曾在磷酸鐵鋰的專利上栽過(guò)跟頭，所以才選擇錳酸鋰材料作為動(dòng)力電池正極材料。此外，美國(guó)聯(lián)邦政府同時(shí)支持磷酸鐵鋰和錳酸鋰這兩種體系的研發(fā)，美國(guó)國(guó)內(nèi)從事兩種材料研發(fā)的廠商數(shù)量也旗鼓相當(dāng)。
　　從目前典型的磷酸鐵鋰電池廠商的運(yùn)營(yíng)情況來(lái)看，A123系統(tǒng)公司在磷酸鐵鋰電動(dòng)汽車市場(chǎng)折戟沉沙、比亞迪的電動(dòng)汽車也未得到良好的市場(chǎng)響應(yīng)。導(dǎo)致業(yè)界又生出磷酸鐵鋰或許更適合儲(chǔ)能應(yīng)用的新聲。
　　總的來(lái)說(shuō)，磷酸鐵鋰性能優(yōu)異，但不夠完美。如何給這一舉世矚目的材料找到一個(gè)精準(zhǔn)的市場(chǎng)定位，以及解決大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化仍需突破的相關(guān)技術(shù)，還仍需業(yè)界專家們的持續(xù)努力。（作者：成都新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究蒲先旭）