本報(bào)3月15日刊登“鋰電池產(chǎn)業(yè)格局或生變”一文正不斷引起鋰電池產(chǎn)業(yè)界重視，4月15日本報(bào)記者第二次專訪了位于成都高新區(qū)的成都黃銘公司董事長(zhǎng)黃銘先生，對(duì)公司6月份即將達(dá)產(chǎn)的1萬(wàn)噸50納米級(jí)磷酸鐵鋰產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展，以及與下游鋰電池企業(yè)的合作進(jìn)展進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)研。由于公司在常溫常壓下利用液相法，能夠大規(guī)模生產(chǎn)50納米級(jí)高純度磷酸鐵鋰正極材料，其在高低溫工作性能、大功率充放電、大容量、安全性及循環(huán)次數(shù)方面超越錳酸鋰、鎳錳鈷三元材料等現(xiàn)有主流電池正極材料，其綜合替代優(yōu)勢(shì)有望改變上下游產(chǎn)業(yè)鏈格局，降低鋰電池產(chǎn)業(yè)成本20%以上，行業(yè)格局或迎來(lái)一輪調(diào)整。
黃銘表示，特別是為了充分釋放50納米級(jí)以下磷酸鐵鋰大功率充放電的性能，結(jié)合公司在提純技術(shù)上的積累，公司已開始了不含氫氟酸雜質(zhì)的六氟磷酸鋰配套電解液的新生產(chǎn)工藝研發(fā)，預(yù)計(jì)將在年內(nèi)完成并產(chǎn)業(yè)化，將逐步改變電解液過渡依賴日本進(jìn)口的現(xiàn)狀。這意味著納米磷酸鐵鋰如果用于動(dòng)力電池和大型儲(chǔ)能電池領(lǐng)域，其大功率性能和安全性將同時(shí)滿足，特別是電池充電時(shí)間將大幅縮短，這將解決動(dòng)力電池使用便利性問題。
目前公司在四川廣漢的1萬(wàn)噸生產(chǎn)線將在6月份達(dá)產(chǎn)，目前公司與下游電池廠已陸續(xù)形成了一些戰(zhàn)略合作意向，該技術(shù)的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化對(duì)下游產(chǎn)業(yè)的影響正逐步擴(kuò)大。而由于公司的生產(chǎn)原料對(duì)鋰源的純度要求很低，依靠鋰原料純度來(lái)控制正極材料純度的思維方式被打破，價(jià)格高居不下的電池級(jí)鋰源將受到?jīng)_擊。
自今年2月底這則消息首先出現(xiàn)在成都高新區(qū)網(wǎng)站以來(lái)，剛開始并未立即引起業(yè)界重視，甚至在該科技成果接受國(guó)家認(rèn)定為國(guó)際領(lǐng)先水平之后，很多業(yè)內(nèi)專家仍持爭(zhēng)議和震驚態(tài)度。追其緣由不難發(fā)現(xiàn)，過去十多年，借助磷酸鐵鋰技術(shù)和工藝突破實(shí)現(xiàn)我國(guó)鋰動(dòng)力產(chǎn)業(yè)彎道超車，曾經(jīng)是我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)界一個(gè)美好的夢(mèng)。然而，大量的企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)在這條技術(shù)路線上的無(wú)功而返，加之對(duì)磷酸鐵鋰性能缺陷的慣性認(rèn)識(shí)和現(xiàn)有生產(chǎn)工藝技術(shù)的理論缺陷認(rèn)識(shí)不足，對(duì)磷酸鐵鋰技術(shù)路線的質(zhì)疑聲早已匯成了“否定共識(shí)”的海洋，這則消息被“共識(shí)”所淹沒更是情理之中。
也許任何革命性技術(shù)初露端倪總會(huì)飽受爭(zhēng)議，為了求證這一事實(shí)，中國(guó)證券報(bào)記者與成都黃銘公司取得了聯(lián)系，并與之保持了充分的交流和跟蹤。技術(shù)發(fā)明人黃銘通過對(duì)熱力學(xué)經(jīng)典理論“玻色-愛因斯坦”統(tǒng)計(jì)分布理論的重大修正和創(chuàng)新，建立了“非獨(dú)立粒子體系”熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理新理論，并在多溶劑萃取方法、高溫回溶結(jié)晶技術(shù)、膠體溫差陳化結(jié)晶法和極性篩過濾法四項(xiàng)工藝上形成新的突破，避免了大量且繁瑣的試探性實(shí)驗(yàn)，在業(yè)界率先完成常溫常壓下液相法物質(zhì)純化合成工藝，可大批量生產(chǎn)出世界上純度及一致性最好、顆粒小于50納米級(jí)的鋰電池正極材料，且具有工藝先進(jìn)、成本低廉、低碳環(huán)保等特點(diǎn)。這一突破有望使整個(gè)產(chǎn)業(yè)成本降低20%以上，并且使鋰動(dòng)力電池的使用壽命大幅延長(zhǎng)，充電時(shí)間大幅縮短，同時(shí)能滿足容量型和功率型的要求，其大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化將改變鋰動(dòng)力電池、鋰儲(chǔ)能電池及相關(guān)應(yīng)用行業(yè)格局。
圓夢(mèng)中國(guó)式彎道超車
翻閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)，磷酸鐵鋰的分子結(jié)構(gòu)本身具有成本低、安全性和循環(huán)性高的特性，磷酸鐵鋰曾經(jīng)被業(yè)界認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)我國(guó)新能源領(lǐng)域彎道超車的突破點(diǎn)。然而決定其容量的能量密度、大規(guī)模充放電性能一直是業(yè)界困擾的矛盾，這給業(yè)界提出了不少現(xiàn)實(shí)問題，比如分子顆粒需要足夠小，純度要求近乎苛刻，以及完美的碳包覆技術(shù)等等，這些都是水熱法、固相法等傳統(tǒng)高成本、高耗能生產(chǎn)工藝方法無(wú)法逾越的瓶頸。
為了使這一夢(mèng)想實(shí)現(xiàn)，近幾年來(lái)我國(guó)掀起了一輪磷酸鐵鋰研究熱，由于多數(shù)研究基于的是傳統(tǒng)理論和工藝，每年數(shù)十億的投入并未帶來(lái)令人振奮的結(jié)果，包括加入研究行列的美國(guó)A123公司、Valence公司等也未取得令人滿意的突破。而這一時(shí)期日韓等國(guó)成功將錳酸鋰電池應(yīng)用到電動(dòng)汽車上，逐步替代了鎳氫電池，包括通用旗下Volt電動(dòng)汽車在內(nèi)的多數(shù)汽車廠商采用了錳系鋰電池。這給中國(guó)的磷酸鐵鋰路線提出了嚴(yán)峻的命題，要么盡快突破，要么適可而止轉(zhuǎn)型它路。
轉(zhuǎn)型之痛似乎在暗示，磷酸鐵鋰已經(jīng)走到了盡頭，大多數(shù)行業(yè)專家和企業(yè)家甚至公開表示磷酸鐵鋰不可能成為主流動(dòng)力電池正極材料，行業(yè)龍頭企業(yè)和上市公司也紛紛將投資重心轉(zhuǎn)向錳酸鋰或三元材料。
不破則不立，黃銘先生認(rèn)識(shí)到，磷酸鐵鋰路線的成功不僅需要新的提純合成工藝、新的技術(shù)裝備和碳包覆技術(shù)等，更需要基礎(chǔ)理論的創(chuàng)新。為此，他首先對(duì)傳統(tǒng)“玻色-愛因斯坦”熱力統(tǒng)計(jì)公式進(jìn)行了修正，考慮進(jìn)了分子間弱相互作用力，準(zhǔn)確計(jì)算出了各種物質(zhì)分子層面的相關(guān)數(shù)據(jù)，避免了走反復(fù)實(shí)驗(yàn)獲取經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的彎路；在提純合成工藝上，獨(dú)創(chuàng)的多溶劑液相法能夠在常溫常壓下按需求將磷酸鐵鋰進(jìn)行純度控制，并實(shí)現(xiàn)在50納米以下的碳包覆，而對(duì)鋰源、鐵源、磷源材料的純度要求極低，使制造成本大幅下降，該工藝技術(shù)可廣泛應(yīng)用于有機(jī)物和無(wú)機(jī)物的純化、分離和合成，若應(yīng)用于稀土、釩鈦上的意義將會(huì)非常重大。
目前，目前已大批量生產(chǎn)出的納米磷酸鐵鋰不僅各項(xiàng)參數(shù)穩(wěn)定，而且得到了良好的結(jié)果：由于磷酸鐵鋰顆粒達(dá)到均勻的50納米時(shí)，其內(nèi)阻大幅降低，大功率充放電性能實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，其他指標(biāo)中的振實(shí)密度達(dá)0.8-1.2g/cm3，比表面積達(dá)20-50 m2/g，克容量穩(wěn)定在145-170mAh/g；在寬溫帶的工作性能上，經(jīng)信產(chǎn)部化學(xué)物理電源產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心認(rèn)定，在零下20攝氏度時(shí)，其蓄電池放電容量達(dá)額定容量的91%，在零上55度時(shí)，這一比率為95%，零上20度時(shí)，比率為88%，寬溫帶的高工作比率可擴(kuò)展鋰電池的應(yīng)用領(lǐng)域；循環(huán)性上，蓄電池在循環(huán)500次后，容量達(dá)額定容量90%以上，而單體電池的循環(huán)測(cè)試還在進(jìn)行之中，僅目前已完成的循環(huán)次數(shù)就可以支持成組后蓄電池壽命實(shí)現(xiàn)倍數(shù)級(jí)提升。
產(chǎn)業(yè)鏈面臨基因重組
目前公司在成都高新西區(qū)已形成年產(chǎn)600噸納米磷酸鐵鋰的產(chǎn)能，設(shè)立在四川廣漢經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)萬(wàn)噸級(jí)產(chǎn)業(yè)化的生產(chǎn)基地也將逐步量產(chǎn)，今年將形成3000噸的生產(chǎn)能力，并有望很快實(shí)現(xiàn)1萬(wàn)噸以上的產(chǎn)能。
不斷提速的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程將打破現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)生態(tài)格局：首先，替代性優(yōu)勢(shì)有望使正極材料行業(yè)重新洗牌和整合，固相法和水熱法等高成本制造路線面臨淘汰；其次，由于對(duì)鋰源材料純度的要求大幅降低，上游碳酸鋰行業(yè)將面臨重新估值，原先依賴上游礦石純度提升正極材料性能的格局即將被打破，工業(yè)級(jí)和電池級(jí)碳酸鋰的純度差異已不再是決定因素，碳酸鋰、氫氧化鋰、氯化鋰等基礎(chǔ)原料的整體價(jià)值和不同純度的價(jià)差將被產(chǎn)業(yè)重新評(píng)估；再次，下游相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)路線將面臨重新選擇，大量下游應(yīng)用行業(yè)將在磷酸鐵鋰、錳酸鋰、三元材料等技術(shù)路線之間重新選擇，而磷酸鐵鋰的綜合優(yōu)勢(shì)將使我國(guó)在鋰動(dòng)力領(lǐng)域奠定重要地位。
行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局上，除了成本和性能優(yōu)勢(shì)，錳酸鋰路線因含稀貴金屬，其環(huán)保安全、極為有限的儲(chǔ)量問題成了不可回避的劣勢(shì)；而基于鎳錳鈷的三元材料，其制造成本和綠色環(huán)保的缺陷更加明顯，特別是生產(chǎn)過程中鎳元素為有毒重金屬，鈷元素有輻射風(fēng)險(xiǎn)，這些因原材料導(dǎo)致的固有瑕疵無(wú)法通過技術(shù)徹底消除。
上游行業(yè)方面，因在液相法前期階段即可實(shí)現(xiàn)在常溫常壓下除雜質(zhì)和碳包覆，進(jìn)入后段時(shí)雜質(zhì)不會(huì)留在磷酸鐵鋰前軀體中，這一提純合成工藝實(shí)際消除了對(duì)上游原材料純度的高依賴性。上游碳酸鋰、氫氧化鋰、氯化鋰行業(yè)將面臨重新估值，電池級(jí)碳酸鋰價(jià)格高居不下的現(xiàn)狀將被徹底改變。目前，國(guó)內(nèi)外上游企業(yè)投入了大量資源在鹵水提鋰與礦石提鋰技術(shù)改進(jìn)上，需求推動(dòng)也導(dǎo)致碳酸鋰價(jià)格近幾年呈現(xiàn)總體上升態(tài)勢(shì)，特別是電池級(jí)及以上純度的碳酸鋰價(jià)格高居不下，黃銘公司的這項(xiàng)技術(shù)將使上游原料價(jià)格進(jìn)入一輪下降通道，相關(guān)的企業(yè)估值將被市場(chǎng)重新定位。
目前，全球已探明的基礎(chǔ)鋰資源達(dá)2600萬(wàn)噸，這項(xiàng)技術(shù)對(duì)原料行業(yè)的影響可能會(huì)是深遠(yuǎn)的。國(guó)金證券研究所曾預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)2012年鋰電池對(duì)電池級(jí)碳酸鋰的需求將超過4萬(wàn)噸，2015年將接近8萬(wàn)噸，年均需求增速約為25%。因?qū)υ霞兌鹊囊蕾囆员蝗趸?，電池?jí)碳酸鋰的未來(lái)需求及產(chǎn)業(yè)價(jià)值需重新修正。
下游產(chǎn)業(yè)上，目前國(guó)外鋰電巨頭通過合資建廠或簽訂供應(yīng)協(xié)議的方式，陸續(xù)進(jìn)入中國(guó)電動(dòng)汽車動(dòng)力鋰電池的供應(yīng)體系，例如美國(guó)A123 公司、韓國(guó)SK能源、韓國(guó)LG化學(xué)、丹麥Lynx等紛紛進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。同時(shí)，日韓企業(yè)憑借錳酸鋰技術(shù)也打入了歐美混合動(dòng)力車和純電動(dòng)車體系，但全球供應(yīng)體系基本沒有磷酸鐵鋰的影子。而黃銘公司的高性能磷酸鐵鋰有望打破現(xiàn)有供應(yīng)格局，這項(xiàng)新技術(shù)的市場(chǎng)替代效應(yīng)將逐步體現(xiàn)，而與之配套的電池廠商也有望在全球市場(chǎng)站穩(wěn)腳跟。
成都黃銘公司的經(jīng)驗(yàn)表明，各行各業(yè)都存在著彎道超車的可能性，至少在存在多種技術(shù)路線的前沿領(lǐng)域，執(zhí)著的努力和打破慣性思維的勇氣也許會(huì)收獲意想不到的碩果。未來(lái)公司將堅(jiān)持以大幅低于其他正極材料產(chǎn)品的價(jià)格銷售，為我國(guó)相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展壯大營(yíng)造難得的低成本優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)我國(guó)鋰動(dòng)力及新能源產(chǎn)業(yè)在全球體系中分享更多產(chǎn)業(yè)價(jià)值。
