本報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黃銘先生，對公司6月份即將達產(chǎn)的1萬噸50納米級磷酸鐵鋰產(chǎn)業(yè)化進展，以及與下游鋰電池企業(yè)的合作進展進行了詳細調(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)格局或迎來一輪調(diào)整。
黃銘表示，特別是為了充分釋放50納米級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)，預計將在年內(nèi)完成并產(chǎn)業(yè)化，將逐步改變電解液過渡依賴日本進口的現(xiàn)狀。這意味著納米磷酸鐵鋰如果用于動力電池和大型儲能電池領域，其大功率性能和安全性將同時滿足，特別是電池充電時間將大幅縮短，這將解決動力電池使用便利性問題。
目前公司在四川廣漢的1萬噸生產(chǎn)線將在6月份達產(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)化對下游產(chǎn)業(yè)的影響正逐步擴大。而由于公司的生產(chǎn)原料對鋰源的純度要求很低，依靠鋰原料純度來控制正極材料純度的思維方式被打破，價格高居不下的電池級鋰源將受到?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，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家認定為國際領先水平之后，很多業(yè)內(nèi)專家仍持爭議和震驚態(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)和工藝突破實現(xiàn)我國鋰動力產(chǎn)業(yè)彎道超車，曾經(jīng)是我國新能源產(chǎn)業(yè)界一個美好的夢。然而，大量的企業(yè)和科研機構(gòu)在這條技術(shù)路線上的無功而返，加之對磷酸鐵鋰性能缺陷的慣性認識和現(xiàn)有生產(chǎn)工藝技術(shù)的理論缺陷認識不足，對磷酸鐵鋰技術(shù)路線的質(zhì)疑聲早已匯成了“否定共識”的海洋，這則消息被“共識”所淹沒更是情理之中。
也許任何革命性技術(shù)初露端倪總會飽受爭議，為了求證這一事實，中國證券報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)明人黃銘通過對熱力學經(jīng)典理論“玻色-愛因斯坦”統(tǒng)計分布理論的重大修正和創(chuàng)新，建立了“非獨立粒子體系”熱力學統(tǒng)計物理新理論，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工藝上形成新的突破，避免了大量且繁瑣的試探性實驗，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納米級的鋰電池正極材料，且具有工藝先進、成本低廉、低碳環(huán)保等特點。這一突破有望使整個產(chǎn)業(yè)成本降低20%以上，并且使鋰動力電池的使用壽命大幅延長，充電時間大幅縮短，同時能滿足容量型和功率型的要求，其大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化將改變鋰動力電池、鋰儲能電池及相關應用行業(yè)格局。
圓夢中國式彎道超車
翻閱相關資料發(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)界認為是實現(xiàn)我國新能源領域彎道超車的突破點。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)工藝方法無法逾越的瓶頸。
為了使這一夢想實現(xiàn)，近幾年來我國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令人振奮的結(jié)果，包括加入研究行列的美國A123公司、Valence公司等也未取得令人滿意的突破。而這一時期日韓等國成功將錳酸鋰電池應用到電動汽車上，逐步替代了鎳氫電池，包括通用旗下Volt電動汽車在內(nèi)的多數(shù)汽車廠商采用了錳系鋰電池。這給中國的磷酸鐵鋰路線提出了嚴峻的命題，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，黃銘先生認識到，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，更需要基礎理論的創(chuàng)新。為此，他首先對傳統(tǒng)“玻色-愛因斯坦”熱力統(tǒng)計公式進行了修正，考慮進了分子間弱相互作用力，準確計算出了各種物質(zhì)分子層面的相關數(shù)據(jù)，避免了走反復實驗獲取經(jīng)驗數(shù)據(jù)的彎路；在提純合成工藝上，獨創(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行純度控制，并實現(xiàn)在50納米以下的碳包覆，而對鋰源、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)可廣泛應用于有機物和無機物的純化、分離和合成，若應用于稀土、釩鈦上的意義將會非常重大。
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到均勻的50納米時，其內(nèi)阻大幅降低，大功率充放電性能實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，其他指標中的振實密度達0.8-1.2g/cm3，比表面積達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)部化學物理電源產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心認定，在零下20攝氏度時，其蓄電池放電容量達額定容量的91%，在零上55度時，這一比率為95%，零上20度時，比率為88%，寬溫帶的高工作比率可擴展鋰電池的應用領域；循環(huán)性上，蓄電池在循環(huán)500次后，容量達額定容量90%以上，而單體電池的循環(huán)測試還在進行之中，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現(xiàn)倍數(shù)級提升。
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，設立在四川廣漢經(jīng)濟開發(fā)區(qū)萬噸級產(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，并有望很快實現(xiàn)1萬噸以上的產(chǎn)能。
不斷提速的產(chǎn)業(yè)化進程將打破現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)生態(tài)格局：首先，替代性優(yōu)勢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)級和電池級碳酸鋰的純度差異已不再是決定因素，碳酸鋰、氫氧化鋰、氯化鋰等基礎原料的整體價值和不同純度的價差將被產(chǎn)業(yè)重新評估；再次，下游相關產(chǎn)業(yè)的技術(shù)路線將面臨重新選擇，大量下游應用行業(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)勢將使我國在鋰動力領域奠定重要地位。
行業(yè)競爭格局上，除了成本和性能優(yōu)勢，錳酸鋰路線因含稀貴金屬，其環(huán)保安全、極為有限的儲量問題成了不可回避的劣勢；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，鈷元素有輻射風險，這些因原材料導致的固有瑕疵無法通過技術(shù)徹底消除。
上游行業(yè)方面，因在液相法前期階段即可實現(xiàn)在常溫常壓下除雜質(zhì)和碳包覆，進入后段時雜質(zhì)不會留在磷酸鐵鋰前軀體中，這一提純合成工藝實際消除了對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，電池級碳酸鋰價格高居不下的現(xiàn)狀將被徹底改變。目前，國內(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)改進上，需求推動也導致碳酸鋰價格近幾年呈現(xiàn)總體上升態(tài)勢，特別是電池級及以上純度的碳酸鋰價格高居不下，黃銘公司的這項技術(shù)將使上游原料價格進入一輪下降通道，相關的企業(yè)估值將被市場重新定位。
目前，全球已探明的基礎鋰資源達2600萬噸，這項技術(shù)對原料行業(yè)的影響可能會是深遠的。國金證券研究所曾預測，預計2012年鋰電池對電池級碳酸鋰的需求將超過4萬噸，2015年將接近8萬噸，年均需求增速約為25%。因?qū)υ霞兌鹊囊蕾囆员蝗趸姵丶壧妓徜嚨奈磥硇枨蠹爱a(chǎn)業(yè)價值需重新修正。
下游產(chǎn)業(yè)上，目前國外鋰電巨頭通過合資建廠或簽訂供應協(xié)議的方式，陸續(xù)進入中國電動汽車動力鋰電池的供應體系，例如美國A123 公司、韓國SK能源、韓國LG化學、丹麥Lynx等紛紛進入中國市場。同時，日韓企業(yè)憑借錳酸鋰技術(shù)也打入了歐美混合動力車和純電動車體系，但全球供應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)有供應格局，這項新技術(shù)的市場替代效應將逐步體現(xiàn)，而與之配套的電池廠商也有望在全球市場站穩(wěn)腳跟。
成都黃銘公司的經(jīng)驗表明，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)路線的前沿領域，執(zhí)著的努力和打破慣性思維的勇氣也許會收獲意想不到的碩果。未來公司將堅持以大幅低于其他正極材料產(chǎn)品的價格銷售，為我國相關配套產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展壯大營造難得的低成本優(yōu)勢，推動我國鋰動力及新能源產(chǎn)業(yè)在全球體系中分享更多產(chǎn)業(yè)價值。
