鋰離子電池的正極材料種類較多，主要品種有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳錳鈷三元材料及磷酸鐵鋰等，其中鈷酸鋰是現(xiàn)有正極材料中工業(yè)化程度最高、技術(shù)最成熟、產(chǎn)量最大的品種，主要用于手機(jī)、數(shù)碼產(chǎn)品等小型電池領(lǐng)域，但由于原材料鈷和鎳金屬的價(jià)格高昂，污染較重，且電池在大型化后，會(huì)有過(guò)熱著火或爆炸的危險(xiǎn)。故相對(duì)而言，正極材料為錳酸鋰、三元材料和磷酸鐵鋰的鋰離子電池安全性能更好，成本更為低廉，所以目前產(chǎn)業(yè)的投入主要集中于這幾種材料之上。其中，磷酸鐵鋰由于具有另外兩種材料所不具備的循環(huán)壽命和材料成本方面的潛在優(yōu)勢(shì)，而被業(yè)界普遍看好，代表著動(dòng)力電池正極材料的未來(lái)發(fā)展方向。
國(guó)際上主要的磷酸鐵鋰電池材料生產(chǎn)廠商有加拿大Phostech、美國(guó)Valence、美國(guó)A123、臺(tái)灣地區(qū)的臺(tái)塑長(zhǎng)園能源科技、立凱(Aleees)等，其中，前3家企業(yè)掌握著較為成熟的量產(chǎn)技術(shù)。2008年全球磷酸鐵鋰出貨量為1500噸左右，其中美國(guó)A123公司供應(yīng)750噸，幾乎占了一半的份額，國(guó)內(nèi)廠商供應(yīng)量只有幾百噸，2009年全球磷酸鐵鋰出貨量約為1600噸，2010年全球磷酸鐵鋰出貨量為1370噸左右。
另統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)磷酸鐵鋰正極材料廠商超過(guò)60家，實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)的企業(yè)接近20家，呈現(xiàn)“諸侯混戰(zhàn)”的局面。從公開(kāi)資料統(tǒng)計(jì)來(lái)看，全國(guó)磷酸鐵鋰總產(chǎn)能約6400噸/年，但實(shí)際產(chǎn)量遠(yuǎn)低于產(chǎn)能(不足產(chǎn)能的1/10)。
總體來(lái)說(shuō)，我國(guó)磷酸鐵鋰的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展與國(guó)際基本同步，目前國(guó)內(nèi)部分產(chǎn)品的成本比國(guó)外同類產(chǎn)品要低，在性能、單位產(chǎn)能方面的差距并非遙不可及，但也該冷靜的看到，國(guó)內(nèi)目前尚未誕生真正的領(lǐng)軍企業(yè)，行業(yè)缺乏原始創(chuàng)新技術(shù)，低端跟風(fēng)模仿風(fēng)氣較盛，整體來(lái)看，磷酸鐵鋰材料行業(yè)處于產(chǎn)業(yè)化臨界點(diǎn)之下?！ ∥磥?lái)隨著磷酸鐵鋰生產(chǎn)技術(shù)的不斷完善，其市場(chǎng)前景依然為產(chǎn)業(yè)界所看好，除電動(dòng)汽車、自行車、代步車和電動(dòng)工具市場(chǎng)外，磷酸鐵鋰電池在風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電儲(chǔ)能裝置，礦燈電源和植入性醫(yī)療器械領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用前景。通過(guò)靜態(tài)測(cè)算可以得出結(jié)論，磷酸鐵鋰電池在未來(lái)5～7年內(nèi)，若根據(jù)10%～20%的產(chǎn)品滲透率計(jì)算，國(guó)內(nèi)僅僅在電動(dòng)汽車、電動(dòng)工具、電動(dòng)自行車和電動(dòng)代步車這4個(gè)領(lǐng)域就擁有大約150億元的市場(chǎng)規(guī)模，其中磷酸鐵鋰材料本身占到電池成本的30%左右，對(duì)應(yīng)約45億元的市場(chǎng)規(guī)模，年需求量可望達(dá)到3萬(wàn)噸。
存在問(wèn)題：
1.專利專利侵權(quán)問(wèn)題。一場(chǎng)專利“纏訟”牽動(dòng)著業(yè)內(nèi)人士的敏感神經(jīng)——橄欖石結(jié)構(gòu)磷酸鐵鋰(LiFePO4)誕生于美國(guó)得州大學(xué)，得州大學(xué)于1997年對(duì)磷酸鐵鋰的晶體結(jié)構(gòu)與化學(xué)分子式申請(qǐng)了專利，后將專利授予加拿大自來(lái)水公司Hydro-Quebec(H-Q)及其下屬公司Phostech使用。2005年全球最大電動(dòng)工具廠商Black &Decker(B&D)推出一款使用磷酸鐵鋰電池的無(wú)電線電動(dòng)工具，在歐美熱賣。2006年9月，得州大學(xué)及加拿大Phostech對(duì)B&D及電池制造商A123公司提起訴訟，控告其未獲授權(quán)制造與銷售侵權(quán)商品。A123認(rèn)為自己的正極材料有不同的晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)分子式，不存在專利侵權(quán)問(wèn)題，目前案件仍在審理，但性質(zhì)已從大學(xué)和企業(yè)的專利糾紛轉(zhuǎn)變?yōu)榭鐕?guó)專利訴訟。由于通用汽車的Volt電動(dòng)車將采用A123提供的磷酸鐵鋰電池，若A123被判侵權(quán)，則意味著通用也構(gòu)成侵權(quán)，因此從更大的范圍來(lái)講，判決結(jié)果將影響美國(guó)乃至全球電動(dòng)車市場(chǎng)的發(fā)展格局。此后，又發(fā)生了多起相關(guān)專利訴訟事件，結(jié)果無(wú)一例外的是加拿大Phostech方面獲得最終勝利。
目前，在磷酸鐵鋰電池和材料領(lǐng)域，有兩大核心技術(shù)專利，其中一個(gè)是包敷碳技術(shù)，另一個(gè)是碳熱還原技術(shù)，前者由加拿大Phostech公司擁有獨(dú)家使用權(quán)，并且已經(jīng)在我國(guó)申請(qǐng)專利，后者的專利權(quán)由美國(guó)A123公司所有，目前尚未在我國(guó)申請(qǐng)專利，但是美國(guó)A123公司現(xiàn)已在蘇州成立了2家公司，分別負(fù)責(zé)磷酸鐵鋰材料的生產(chǎn)和電池制造，隨著A123等公司搶占市場(chǎng)步伐的加快，專利問(wèn)題已經(jīng)很現(xiàn)實(shí)地?cái)[在了國(guó)內(nèi)廠家面前。
事實(shí)上，專利權(quán)之爭(zhēng)短期內(nèi)對(duì)我國(guó)國(guó)內(nèi)銷售并無(wú)影響，但從長(zhǎng)期來(lái)看，其將成為行業(yè)發(fā)展的巨大隱患。目前國(guó)內(nèi)大部分生產(chǎn)廠商只掌握磷酸鐵鋰技術(shù)和加工工藝，沒(méi)有國(guó)際專利，無(wú)論得州大學(xué)與A123專利官司的哪一方獲勝，國(guó)內(nèi)磷酸鐵鋰企業(yè)今后或許都將會(huì)面對(duì)高昂的專利許可費(fèi)用。2010年6月12日，中國(guó)政法大學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)研究中心受中國(guó)電池工業(yè)協(xié)會(huì)委托，已向國(guó)家專利復(fù)審委員會(huì)對(duì)Phostech公司持有的“磷酸鐵鋰電池”專利提出了無(wú)效請(qǐng)求，現(xiàn)已受理。雖然磷酸鐵鋰專利事件還會(huì)繼續(xù)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間才能見(jiàn)分曉，但最重要的是，行業(yè)應(yīng)從中吸取教訓(xùn)，把研發(fā)作為核心，加大投入，同時(shí)加快國(guó)內(nèi)專利申請(qǐng)，并將關(guān)鍵技術(shù)向國(guó)外申請(qǐng)專利。
2.一致性難題須破解。國(guó)產(chǎn)磷酸鐵鋰正極材料存在不同程度的質(zhì)量問(wèn)題，其主要表現(xiàn)在質(zhì)量一致性難以保證等方面。此前，國(guó)內(nèi)部分大型鋰離子電池制造商從磷酸鐵鋰材料平均粒徑、電極加工性、電極壓實(shí)密度、實(shí)際比容量、循環(huán)壽命、倍率放電、溫度特性、安全性等方面對(duì)國(guó)內(nèi)幾個(gè)磷酸鐵鋰材料供應(yīng)商和Valence等國(guó)外供應(yīng)商所提供的材料進(jìn)行了非常系統(tǒng)的試驗(yàn)評(píng)價(jià)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)客觀地表明：國(guó)內(nèi)磷酸鐵鋰產(chǎn)品與Valence等國(guó)外供應(yīng)商產(chǎn)品相比仍有不少差距，且同一供應(yīng)商提供的產(chǎn)品質(zhì)量批次一致性差異較大、重復(fù)性很差。究其原因，首當(dāng)其沖的是技術(shù)未吃透，磷酸鐵鋰對(duì)合成工藝條件的敏感性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于目前產(chǎn)業(yè)化的其他正極材料，即合成的工藝條件要做到嚴(yán)格一致才能確保批次的穩(wěn)定性。國(guó)內(nèi)企業(yè)在未吃透技術(shù)的條件下盲目生產(chǎn)，其產(chǎn)品自然存在“先天不足”現(xiàn)象;其次，科研成果轉(zhuǎn)化存在銜接問(wèn)題，從科研成果向中試過(guò)渡和從中試向批生產(chǎn)過(guò)渡過(guò)程期間，缺乏工藝技術(shù)系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)的理念;此外，國(guó)內(nèi)的材料廠商的生產(chǎn)過(guò)程管理精細(xì)度較低，缺乏包括工序、作業(yè)、采購(gòu)、檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)在內(nèi)的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)和管理體系，也是造成產(chǎn)品一致性低的重要原因。
3. 投資刺激洗牌競(jìng)爭(zhēng)。從現(xiàn)有情況來(lái)看，我國(guó)車用動(dòng)力電池基本都處于研發(fā)、試驗(yàn)階段，尚未實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)，短期內(nèi)動(dòng)力電池企業(yè)不太可能實(shí)現(xiàn)盈利，故而上游材料企業(yè)多按需生產(chǎn)，其規(guī)模也遠(yuǎn)未達(dá)到規(guī)?；a(chǎn)的程度。然而，行業(yè)概念的炒作已經(jīng)引燃了投資的熱情，我國(guó)車用鋰電池現(xiàn)實(shí)的有效產(chǎn)能不足成為了最佳“突破口”，此外，在地方經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使下，政府大開(kāi)綠燈，民間投資也似乎都是各取所需，大有“圈地”之嫌，動(dòng)輒數(shù)億的投資項(xiàng)目遍地開(kāi)花，行業(yè)已經(jīng)顯示出產(chǎn)能過(guò)剩的端倪。有資料顯示，截至2010年，我國(guó)動(dòng)力鋰電池產(chǎn)能20億Ah，主要分布在珠三角、長(zhǎng)三角、東三省和京津唐等汽車產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)，在2015年前，動(dòng)力鋰電池及其上游材料產(chǎn)業(yè)投資仍將大步向前。預(yù)計(jì)在一系列投資刺激下，2015年我國(guó)動(dòng)力鋰電池產(chǎn)能將達(dá)到39億Ah，而我國(guó)當(dāng)年EV/PHEV乘用車和電動(dòng)商用車產(chǎn)量預(yù)計(jì)為12萬(wàn)輛左右，需消耗鋰電池約9億Ah，這僅占動(dòng)力鋰電池產(chǎn)能的23%。多方投資的磷酸鐵鋰產(chǎn)業(yè)如其他新興產(chǎn)業(yè)一樣，在發(fā)展到一定階段之后，洗牌在所難免，唯有注重技術(shù)積累、理性投資、精細(xì)化管理和市場(chǎng)運(yùn)作的企業(yè)方能大浪淘沙始見(jiàn)金。
