磷酸铁锂正极材料生产技术初级培训资料

1、内部培训资料(一本材料供公司所有员工及企业合作伙伴对磷酸铁锂行业浅析认识参读。一、锂电池行业介绍锂离子电池是一种充电电池, 它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工 作。在充放电过程中, Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电池时, Li+从正 极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。锂离子电池 一般采用含有锂元素的过渡金属氧化物或者盐类材料作为电池正极, 石墨材料作 为电池负极,是现代高性能电池的代表。锂离子电池是当今国际公认的理想化学能源, 具有体积小、 电容量大、 电压 高等优点, 被广泛用于移动电话、 手提电脑等电子产品, 日益扩大的动力和储能 领域将给锂离子电

2、池带来更大的发展空间。 我国和世界主要发达国家出台了很多 扶持新能源的政策。风力 储能、光伏 储能、锂电自行车、新能源汽车等战略 性新兴产业的发展规划,将从政策层面对我国锂电池行业产生进一步推动。 1、电动代步车领域目前电动代步车领域主要以电动自行车为主 (市场上绝大部分电动摩托车实 际为电动自行车,行业内称为豪华型电动自行车,俗称大包车。根据国家统计 局对规模以上企业的统计:2011年 111月份电动自行车总产量为 5406.1万辆, 其中锂电池电动自行车 605.5万辆,同比增长 10%,锂电池容量 2800MWh ,折 合正极材料 7300吨。国内锂电池电动自行车产量约占电动自行车总产量

3、的 11%左右, 出口电动自行车中锂电池电动自行车约占总量的 7成。 且由于国家政策及 居民消费水平和理念的变换,国内锂电池电动车在行业中所占比例将进一步增 长。 数据显示,锂离子国内电池在电动自行车电池市场的渗透率 2011年约为 2.5%, 在价格大幅下降和铅酸电池行业整顿的背景下, 锂离子电池的性价比优势 将愈发明显,渗透率将出现快速增长。 2011年 3月 , 九部委联合发文要求对铅蓄电池企业进行彻底排查。截至 7月 31日 , 各地共排查铅酸蓄电池生产、组装及回收 (再生铅 企业 1930家 , 其中取缔关闭、停产整治与停产的企业共计占全部排查企业的 83%,铅酸电池产量 缩减过半,

4、铅酸电池价格上涨近 70%,铅酸电池对锂电池的价格优势丧失。2015年,锂离子电池在国内电动自行车领域的渗透率将达到 20%30%,对 国内锂电池电动自行车领域的提升幅度约 300%倍,电池正极材料需求量增加约 4万吨。2、电动汽车领域“ 十五 ” 期间,国家从维护我国能源安全、改善大气环境、提高汽车工业竞争 力、实现我国汽车工业的跨越式发展的战略高度考虑。设立 “ 电动汽车重大科技 专项 ” ,通过组织企业、高等院校和科研机构,集中国家、地方、企业、高校、 科研院所等方面的力量进行联合攻关:为此, 从 2001年 10月起, 国家共计拨款 8.8亿元作为这一重大科技专项的经费。 我国电动汽车

5、重大科技专项实施 4年来, 经过 200多家企业、高校和科研院所的 2 000多名技术骨干的努力,目前已取得 重要进展。2013年电动汽车锂电池容量将达到 14'000MWh ,折合正极材料 365000吨; 2018年电动汽车锂电池容量将达到 45000MWh ,折合正极材料 11.7万吨。3、其它领域锂离子电池替代铅酸和镍氢电池是必然趋势。 随着价格持续下降, 锂离子电 池取代铅酸电池和镍氢电池的速度在加快。在消费电子领域,锂离子电池几乎完全取代了后两者。 2011年,国内消费 电子领域锂电池产量约 15亿安培小时,折合正极材料 1.3万吨,智能手机电池 需求今年增速约为 50%,

6、平板电脑市场对锂电的需求今年增速超过 230%, 2012年将继续高速增长。储能电站所需电池数量巨大, 对成本更为敏感, 在这一个细分领域, 锂电对 铅酸和镍氢电池的替代将需要更长时间。原材料方面,数据显示, 2008年已知的全球锂资源储量为 2866万吨(折合金属锂 ,折算成碳酸锂为 1.5亿吨,其中有 20%经济可采。相对于目前全球每 年约 10万吨的碳酸锂需求,锂资源储量充足。二、磷酸铁锂材料介绍目前市场上锂电池正极有磷酸铁锂、三元材料、锰酸锂、钴酸锂四种。 1、钴酸锂材料其中钴酸锂材料应用时间最长, 但由于材料本身化学结构影响, 钴酸锂电池 存在安全性隐患,可能引起泄露、燃烧,乃至爆炸

7、的危险。近年来,不断有钴酸 锂电池引起燃烧、 爆炸事故的报导诉诸报端。 钴酸锂电池的市场在常规消费电子 领域(手机电池、平板电脑、笔记本电脑等的市场份额逐年下降。并且由于钴 金属的稀缺性,钴酸锂价格一直居高不下。2、三元材料三元材料(镍钴锰酸锂是钴酸锂的改进、取代产品,安全性较钴酸锂有所 提高, 但由于本身和钴酸锂材料是相同的化学结构, 其安全性能仅比钴酸锂略高 而已,而且,其成分中同样含有钴这种稀缺的金属材料,价格较高。3、锰酸锂材料锰酸锂材料是一种新兴的锂电池正极材料, 安全性较好, 仅此于磷酸铁锂材 料, 而且本身不含贵重金属元素, 材料价格较低。 但锰酸锂材料本身客容量较低, 同等大小

8、的锂电池产品, 锰酸锂体系的容量较钴酸锂或三元材料电池低 30%, 并 且锰酸锂电池在较高温度下(电池温度 45。在 35的户外使用的话,电池温 度很容易即能达到 45使用,会造成容量快速减少,电池寿命降低,并且这 种性能的减退是不可恢复的。4、磷酸铁锂材料磷酸铁锂材料同样是一种新兴的电池正极材料, 其安全性能在四种材料中最 为优越,不会发生泄漏、燃烧、爆炸等安全性事故。材料本身不含贵重金属,其原料来源广泛,成本较低。磷酸铁锂材料克容量比锰酸锂高 30%左右。磷酸铁锂材料电池另一个最为显著的优点是其使用寿命远远高于现有所有 电池产品,其至少 1500次循环(电池一次充满电量 使用完所有电量为一

9、个 循环,一般使用时间为一天左右, 1500循环寿命相当于 4至 5年的使用时间 的使用寿命超出其他电池产品 1倍以上。磷酸铁锂电池其它优点:使用温度范围宽:-40到 55范围内可以正常使用功率性好:可以 30倍率以上放电,相当于一节 5号电池大小的磷酸铁锂电 池可以放出 50安培的电流,远高于其他三种材料体系的电池可以快速充电:磷酸铁锂电池可以在 15分钟时间内冲入 85%以上的电量, 其它材料体系的电池充电基本在 2小时以上,甚至 10小时左右。5、各种锂电池正极材料性能对比 三、投资磷酸铁锂材料优势1、符合国家政策导向磷酸铁锂产业符合国家产业政策的导向, 各国都把储能电池和动力电池的发

10、展放在国家战略层面高度,配套资金和政策支持的力度很大, 中国在这方面也 十分支持,过去关注镍氢电池,现在则把目光更多的集中到磷酸铁锂电池上。2、代表未来电池发展方向磷酸铁锂电池作为一种实用新型锂电池, 代表了电池未来发展的方向。 它是 迄今为止发明的最理想的动力电池。 尽管目前存在技术和价格上的一些缺陷, 但 毕竟已经走向商业化的道路。 业内专家普遍认为, 磷酸铁锂技术不会成为产业发 展的障碍 (已有 A123、 Valence 、 Phostech 成熟技术的先例 , 而价格也会随着产能 的扩张而大幅降低,未来甚至会成为最廉价的动力电池。3、超大市场容量磷酸铁锂产业的市场蛋糕大的超乎想象, 据相关材料分析, 其中正极材料全 球有几百亿的市场容量,而电池更是有超过 5000千亿的市场容量。4、稳定快速发展根据电池产业发展的规律, 无论是材料, 还是电池, 基本呈现稳定增长的趋 势,能够抗周期性和国家宏观调控的影响。