中國粉體網(wǎng)訊  2019年開始，隨著寧德時(shí)代CTP及比亞迪“刀片電池”等電池結(jié)構(gòu)技術(shù)的創(chuàng)新，磷酸鐵鋰正極材料憑借高性價(jià)比在動(dòng)力乘用車領(lǐng)域得到快速發(fā)展。展望未來，受益于儲(chǔ)能行業(yè)的高速成長(zhǎng)以及鐵鋰電池在海外動(dòng)力領(lǐng)域的滲透率提升，預(yù)計(jì)磷酸鐵鋰正極材料未來需求空間大、增速快，行業(yè)有望打開長(zhǎng)期成長(zhǎng)空間。中國粉體網(wǎng)記者特邀河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)保材料研究所梁廣川教授進(jìn)行線上問答，深度剖析磷酸鐵鋰材料性能及行業(yè)未來發(fā)展趨勢(shì)。

中國粉體網(wǎng)記者：從磷酸鐵鋰材料的粉體特征分析，哪些參數(shù)是我們可以借助其它手段來提升的？

梁教授：對(duì)于磷酸鐵鋰材料本身，主要從四個(gè)方面來表征磷酸鐵鋰的性能，分別是化學(xué)性能、物理性能、電化學(xué)性能和加工性能。從這四個(gè)方面分析，我們可以通過多手段來實(shí)現(xiàn)相關(guān)參數(shù)的控制。比如，通過粉碎技術(shù)來控制材料粉體的粒度、密度（包括壓實(shí)密度、振實(shí)密度）等。通過各種新體系的引入，包括摻雜和包覆，來提升電池的容量。另外，還可以通過粒度的控制來改善材料加工性能。這些都是我們提升磷酸鐵鋰材料整體性能可借助的手段。

中國粉體網(wǎng)記者：磷酸鐵鋰制備工藝中，磷酸鐵工藝有望成為磷酸鐵鋰制備的標(biāo)準(zhǔn)工藝。針對(duì)磷酸鐵工藝，我們還可以進(jìn)行哪些優(yōu)化呢？

梁教授：磷酸鐵工藝有很多優(yōu)點(diǎn)，包括一次燒成，出氣量比較小，產(chǎn)率比較高。受益磷酸鐵鋰賽道的火熱，國內(nèi)一些磷礦企業(yè)、鈦白粉企業(yè)都在跨界進(jìn)入磷酸鐵鋰行業(yè)，磷酸鐵工藝成為主流工藝路線。但是，磷酸鐵工藝也還存在一些問題，其一就是缺乏對(duì)磷酸鐵材料的標(biāo)準(zhǔn)控制，比如各個(gè)廠家生產(chǎn)的磷酸鐵的粒度、微觀形貌、化學(xué)成分都有不同。因此，我們呼吁國內(nèi)盡快完善關(guān)于磷酸鐵材料的工藝標(biāo)準(zhǔn)。有了良好的工藝標(biāo)準(zhǔn)后，更有利于對(duì)磷酸鐵鋰材料進(jìn)行工藝優(yōu)化。另外，基于目前磷酸鐵鋰市場(chǎng)供應(yīng)量比較緊缺，一些電池企業(yè)在使用不同廠家材料的過程中發(fā)現(xiàn)，不同廠家的磷酸鐵鋰材料性能有很大不同。因此，原料的標(biāo)準(zhǔn)化問題，以及磷酸鐵鋰材料指標(biāo)（包括物理指標(biāo)、化學(xué)指標(biāo)），特別是磷酸鐵材料的球形度和粒度的標(biāo)準(zhǔn)化，這是亟待解決的問題。

中國粉體網(wǎng)記者：在磷酸鐵鋰材料的改性研究中，單一改性方式并不能很好地實(shí)現(xiàn)LiFePO4整體性能的提升。許多研究是將幾種改性策略的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，制備出電化學(xué)性能更為優(yōu)異的正極材料。在材料改性這一塊，您能跟我們聊聊嗎？

梁教授：磷酸鐵鋰本身是復(fù)合材料，主要材料構(gòu)成包括磷酸鐵、碳酸鋰和葡萄糖，也是一種多元材料�，F(xiàn)在國內(nèi)對(duì)磷酸鐵鋰改性主要是摻雜和包覆。所謂摻雜，是用多種其它元素離子對(duì)材料體系進(jìn)行摻雜，目的是改善材料的電化學(xué)性能，包括容量、倍率等，以及改善它的加工性能。通過元素的摻雜，實(shí)現(xiàn)材料燒結(jié)過程中粒徑的變化，改善加工性能。包覆，不僅僅是碳包覆，還有無機(jī)非金屬材料顆粒包覆、有機(jī)導(dǎo)電高分子體系包覆等。目前這些技術(shù)在更新迭代中，并且這些包覆技術(shù)，從行業(yè)看大部分都是各個(gè)廠家的獨(dú)有技術(shù)。現(xiàn)在在學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)還看不到這些包覆、摻雜的結(jié)果。這個(gè)迫切需要行業(yè)內(nèi)能有一些共性的技術(shù)，并且相互加強(qiáng)技術(shù)交流，省去一些廠家單獨(dú)去重復(fù)摸索這些工作，造成社會(huì)資源的浪費(fèi)。

中國粉體網(wǎng)記者：對(duì)于磷酸鐵鋰材料的高值化發(fā)展，未來主要有哪些方面？

梁教授：磷酸鐵鋰材料正朝向快速工業(yè)化的方向發(fā)展。在應(yīng)用方面，磷酸鐵鋰有許多特殊的應(yīng)用場(chǎng)合，比如高比容量的場(chǎng)合、超低溫或者超高溫的的場(chǎng)合。企業(yè)在做電池的時(shí)候，經(jīng)常需要針對(duì)某個(gè)具體特征選擇磷酸鐵鋰材料。目前市場(chǎng)上還缺乏這種高定制化的磷酸鐵鋰材料。市面上材料同質(zhì)化嚴(yán)重，尤其缺乏準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。預(yù)計(jì)未來磷酸鐵鋰高值化發(fā)展，將朝專業(yè)化、精細(xì)化的方向發(fā)展。比如開發(fā)一些高容量的材料、高壓實(shí)的材料分別去對(duì)應(yīng)電動(dòng)汽車需高比能動(dòng)力電池，高固含量的材料、低表面積的材料適用于水系制漿等場(chǎng)合，高倍率材料、超低溫材料等都是材料的專業(yè)特征對(duì)應(yīng)的材料。因此，建議磷酸鐵鋰材料企業(yè)加強(qiáng)研發(fā)，采用適合于自己的技術(shù)，去做一些獨(dú)特性材料的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，少做大眾化、雷同的產(chǎn)品。

中國粉體網(wǎng)記者：在磷酸鐵鋰市場(chǎng)持續(xù)火爆的背景下，已有10多家上市企業(yè)先后跨界布局，集中在磷化工企業(yè)及鈦白粉企業(yè)。在這兩類企業(yè)中，哪種跨界更容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能？

梁教授：從材料的角度分析，都是比較容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能的企業(yè)。因?yàn)檫@兩種企業(yè)都掌握著上游資源，即磷化工企業(yè)掌握著磷源、鈦白粉企業(yè)掌握著鐵源。但是，目前為止，它們都不太容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的產(chǎn)能擴(kuò)張。主要核心問題還是同質(zhì)化現(xiàn)象突出。現(xiàn)在行業(yè)內(nèi)大部分材料都是根據(jù)成熟配方做出的，但是能否滿足具體客戶的要求，比如比亞迪的需求、寧德時(shí)代的需求，差異性在哪，企業(yè)如何滿足特定客戶需求等。從客戶的角度做磷酸鐵鋰材料，對(duì)于注重研發(fā)的企業(yè)更容易實(shí)現(xiàn)自己的產(chǎn)能。據(jù)我所知，像我們公司，經(jīng)常用一些特定場(chǎng)合的磷酸鐵鋰電池和材料，但是實(shí)際找起來很費(fèi)勁。因此，希望材料企業(yè)做一些有特點(diǎn)的材料，這是一個(gè)比較好的路徑。

中國粉體網(wǎng)記者：與之前幾年相比，2022年磷酸鐵鋰產(chǎn)能擴(kuò)張速度更快，預(yù)計(jì)到2022年底全國磷酸鐵鋰可利用產(chǎn)能將達(dá)到近300萬噸，這300萬噸產(chǎn)能也足以滿足2025年下游需求。您是怎么看待這個(gè)“產(chǎn)能過�！眴栴}？

梁教授：“產(chǎn)能過�！�，現(xiàn)在談?wù)撨@個(gè)問題尚早。實(shí)際上，從整個(gè)國家需求分析，電池汽車產(chǎn)業(yè)、儲(chǔ)能電池產(chǎn)業(yè)、甚至電動(dòng)自行車行業(yè)，都對(duì)磷酸鐵鋰材料有很大的需求空間。未來五年內(nèi)，電動(dòng)自行車行業(yè)的鉛酸電池要替換成磷酸鐵鋰電池，這么算下來，這些產(chǎn)能還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，完全不能滿足目前的需求。現(xiàn)在問題的關(guān)鍵是，鐵鋰電池核心原材料——鋰資源不在中國。這個(gè)問題的解決方案，依賴于我們?nèi)绾稳ラ_發(fā)整個(gè)體系的原料資源，比如：加強(qiáng)國內(nèi)的地質(zhì)勘探，保證鋰資源的供應(yīng)。如果現(xiàn)在磷酸鐵鋰材料達(dá)到300萬噸，按照接近1/4產(chǎn)能計(jì)算，每年對(duì)碳酸鋰的需求將近七八十萬噸。而現(xiàn)在國內(nèi)外能提供的碳酸鋰產(chǎn)能也就10萬噸左右。這個(gè)巨大的缺口主要體現(xiàn)在原材料供應(yīng)上，因此需要警惕原材料短缺問題。有些企業(yè)可能不考慮這些，先把產(chǎn)能建起來，后期很可能找不到原料。整體上來說，磷酸鐵鋰擴(kuò)產(chǎn)需要一個(gè)降溫的過程，真正的產(chǎn)能會(huì)受到國家一些政策方針的影響，比如碳中和碳達(dá)峰，這種政策對(duì)磷酸鐵鋰產(chǎn)能的需求是非常大的。

中國粉體網(wǎng)記者：相比國內(nèi)磷酸鐵鋰賽道火熱，國外磷酸鐵鋰市場(chǎng)發(fā)展空間是什么情形？

梁教授：國外基本上沒有產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。目前對(duì)于磷酸鐵鋰行業(yè)，其主要的產(chǎn)能、消費(fèi)都在中國。對(duì)于鋰電池，幾乎60-70%的產(chǎn)能都在中國，而對(duì)于磷酸鐵鋰材料，幾乎95%以上的產(chǎn)能都在中國。中國經(jīng)過二十多年的發(fā)展，所有的磷酸鐵鋰產(chǎn)業(yè)鏈，包括原料、材料、設(shè)備、檢測(cè)、人才儲(chǔ)備和經(jīng)驗(yàn)，都有一個(gè)充分的空間儲(chǔ)備。國外現(xiàn)在剛剛起步，即使有磷酸鐵鋰市場(chǎng)，它們的設(shè)備、人才也基本上是從中國引進(jìn)過去的。未來5-10年內(nèi)，國外磷酸鐵鋰市場(chǎng)還形成不了很大的發(fā)展空間。因此，對(duì)于磷酸鐵鋰企業(yè)來說，還是需要立足國內(nèi)，精耕細(xì)作，扎實(shí)進(jìn)行這方面的工作。

中國粉體網(wǎng)記者：如果將磷酸鐵鋰用于未來的固態(tài)電池正極材料，對(duì)于磷酸鐵鋰材料，需要有哪些改進(jìn)呢？

梁教授：固態(tài)電池目前是國內(nèi)電池發(fā)展特別熱的一個(gè)賽道，很多企業(yè)都在做固態(tài)電池。但是，固態(tài)電池的目標(biāo)瞄準(zhǔn)的是高比容量電池。為了提升它的比容量，電池的主要體系是用金屬鋰來做負(fù)極，用高電壓、高克容量的材料做正極材料，這樣才能實(shí)現(xiàn)比容量的大幅度提升。根據(jù)《中國制造2025》明確的動(dòng)力電池發(fā)展規(guī)劃，2030年，電池能量密度達(dá)到500Wh/kg。磷酸鐵鋰電池由于電壓低在固態(tài)電池中沒有優(yōu)勢(shì)。如果將鐵鋰電池比作牛，其應(yīng)用應(yīng)在出力大、負(fù)重大的場(chǎng)合，而不是用在賽馬跑得快的場(chǎng)合。因此，磷酸鐵鋰電池將來主要應(yīng)用在液態(tài)電池的儲(chǔ)能和汽車領(lǐng)域。簡(jiǎn)而言之，在固態(tài)電池方向，磷酸鐵鋰材料沒有優(yōu)勢(shì)。

中國粉體網(wǎng)記者：非常感謝梁教授接受我們的線上訪談，謝謝！

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/青黎）

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