磷酸铁锂(杂).doc
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1、全景网10月28日讯 安泰科技(000969)周四在深交所上市公司投资者关系互动平台上表示,目前公司磷酸铁锂首条生产线已基本建成,最大产能200吨,正在进行试制和市场推广工作。由于电池材料的特殊性,客户测试、接受的周期较长,因此目前未满负荷生产。(全景网/周蓓)锂离子电池正极材料磷酸铁锂发展分析2010-10-29 9:20:45 国际新能源网网友评论 国际能源网讯:电动汽车行业发展可谓风起云涌,而车用动力电池作为其中的重要组成部分,已经引起学术界、投资界和产业界的高度关注。目前,已经在各种车辆上实现应用的电池种类主要有铅酸电池、镍氢电池与锂离子电池3种,由于铅酸电池污染大、克容量小,其成本优
2、势不足以抵消其劣势,故在车辆动力方面至今仅在小型电动自行车等领域得以应用;镍氢电池现为混合动力汽车领域应用的主要产品,其制造工艺成熟,购置和使用成本较低,故而在短期内仍将是混合动力汽车的首选,但其自放电率高、比能量较小,记忆效应和充电发热等方面的问题直接影响到该电池的使用,这些缺点的存在使镍氢电池可能只是作为过渡产品存在;锂离子电池是90 年代发展起来的高容量可充电电池,能够比镍氢电池存储更多的能量,比能量大、循环寿命长、自放电率小、无记忆效应,能够满足对体积、寿命、功率等要求较高的乘用车方面的需求,已成为今后纯电动汽车应用的理想产品。 锂离子电池的正极材料种类较多,主要品种有钴酸锂、锰酸锂、
3、镍锰钴三元材料及磷酸铁锂等,其中钴酸锂是现有正极材料中工业化程度最高、技术最成熟、产量最大的品种,主要用于手机、数码产品等小型电池领域,但由于原材料钴和镍金属的价格高昂,污染较重,且电池在大型化后,会有过热着火或爆炸的危险。故相对而言,正极材料为锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂的锂离子电池安全性能更好,成本更为低廉,所以目前产业的投入主要集中于这几种材料之上。其中,磷酸铁锂由于具有另外两种材料所不具备的循环寿命和材料成本方面的潜在优势,而被业界普遍看好,代表着动力电池正极材料的未来发展方向,三种正极材料性能比较见表1。表1.三种正极材料性能比较钴酸锂磷酸铁锂三元材料振实密度/gcm-3比表面积/m2
4、g-1初始克容量/mAhg-1电压平台/v循环寿命原料成本制造工艺环保性安全性能适用领域2.83.00.40.61351403.6500次高成熟含钴有隐患小型电池0.71.412201503.22000次低不成熟、工艺难度高好好动力电池约2.1约0.51401603.84.2800次一般较成熟一般好动力电池 国际上主要的磷酸铁锂电池材料生产厂商有加拿大Phostech、美国Valence、美国A123、台湾地区的台塑长园能源科技、立凯(Aleees)等,其中,前3家企业掌握着较为成熟的量产技术。2008年全球磷酸铁锂出货量为1500吨左右,其中美国A123公司供应750吨,几乎占了一半的份额,
5、国内厂商供应量只有几百吨,2009年全球磷酸铁锂出货量约为1600吨,2010年全球磷酸铁锂出货量为1370吨左右。另统计,目前国内磷酸铁锂正极材料厂商超过60家,实现批量生产的企业接近20家,呈现“诸侯混战”的局面。从公开资料统计来看,全国磷酸铁锂总产能约6400吨/年,但实际产量远低于产能(不足产能的1/10),国内主要磷酸铁锂生产企业及设计产能见表2。表2. 国内主要磷酸铁锂生产企业及设计产能,吨/年企业名称设计产能实际情况深圳贝特瑞新能源材料股份有限公司天津斯特兰能源科技有限公司北大先行科技产业有限公司合肥国轩高科动力能源有限公司湖南浩润科技有限公司恒正科技(苏州)有限公司临沂杰能新能
6、源材料有限公司深圳天骄科技开发有限公司湖南瑞翔新材料股份有限公司新乡华鑫能源材料股份有限公司北京锂先锋科技发展有限公司烟台卓能电池材料有限公司新乡市创佳电源材料有限公司西安铁虎能源新材料有限公司800500500500500500400350300240200200200200实际批量生产,供货量10吨/月14条生产线,产量14吨/月实际产量约10吨/月实际产量远低于产能实际投产产能10吨/月左右 总体来说,我国磷酸铁锂的产业化发展与国际基本同步,目前国内部分产品的成本比国外同类产品要低,在性能、单位产能方面的差距并非遥不可及,但也该冷静的看到,国内目前尚未诞生真正的领军企业,行业缺乏原始创新
7、技术,低端跟风模仿风气较盛,整体来看,磷酸铁锂材料行业处于产业化临界点之下。未来随着磷酸铁锂生产技术的不断完善,其市场前景依然为产业界所看好,除电动汽车、自行车、代步车和电动工具市场外,磷酸铁锂电池在风电、太阳能发电储能装置,矿灯电源和植入性医疗器械领域也有着广泛的应用前景。通过静态测算可以得出结论,磷酸铁锂电池在未来57年内,若根据10%20%的产品渗透率计算,国内仅仅在电动汽车、电动工具、电动自行车和电动代步车这4个领域就拥有大约150亿元的市场规模,其中磷酸铁锂材料本身占到电池成本的30%左右,对应约45亿元的市场规模,年需求量可望达到3万吨。 存在问题: 1.专利专利侵权问题。一场专利
8、“缠讼”牵动着业内人士的敏感神经橄榄石结构磷酸铁锂(LiFePO4)诞生于美国得州大学,得州大学于1997年对磷酸铁锂的晶体结构与化学分子式申请了专利,后将专利授予加拿大自来水公司Hydro-Quebec(H-Q)及其下属公司Phostech使用。2005年全球最大电动工具厂商Black &Decker(B&D)推出一款使用磷酸铁锂电池的无电线电动工具,在欧美热卖。2006年9月,得州大学及加拿大Phostech对B&D及电池制造商A123公司提起诉讼,控告其未获授权制造与销售侵权商品。A123认为自己的正极材料有不同的晶体结构和化学分子式,不存在专利侵权问题,目前案件仍在审理,但性质已从大学
9、和企业的专利纠纷转变为跨国专利诉讼。由于通用汽车的Volt电动车将采用A123提供的磷酸铁锂电池,若A123被判侵权,则意味着通用也构成侵权,因此从更大的范围来讲,判决结果将影响美国乃至全球电动车市场的发展格局。此后,又发生了多起相关专利诉讼事件,结果无一例外的是加拿大Phostech方面获得最终胜利。 目前,在磷酸铁锂电池和材料领域,有两大核心技术专利,其中一个是包敷碳技术,另一个是碳热还原技术,前者由加拿大Phostech公司拥有独家使用权,并且已经在我国申请专利,后者的专利权由美国A123公司所有,目前尚未在我国申请专利,但是美国A123公司现已在苏州成立了2家公司,分别负责磷酸铁锂材料
10、的生产和电池制造,随着A123等公司抢占市场步伐的加快,专利问题已经很现实地摆在了国内厂家面前。 事实上,专利权之争短期内对我国国内销售并无影响,但从长期来看,其将成为行业发展的巨大隐患。目前国内大部分生产厂商只掌握磷酸铁锂技术和加工工艺,没有国际专利,无论得州大学与A123专利官司的哪一方获胜,国内磷酸铁锂企业今后或许都将会面对高昂的专利许可费用。2010年6月12日,中国政法大学知识产权研究中心受中国电池工业协会委托,已向国家专利复审委员会对Phostech公司持有的“磷酸铁锂电池”专利提出了无效请求,现已受理。虽然磷酸铁锂专利事件还会继续相当长的一段时间才能见分晓,但最重要的是,行业应从
11、中吸取教训,把研发作为核心,加大投入,同时加快国内专利申请,并将关键技术向国外申请专利。 2.一致性难题须破解。国产磷酸铁锂正极材料存在不同程度的质量问题,其主要表现在质量一致性难以保证等方面。此前,国内部分大型锂离子电池制造商从磷酸铁锂材料平均粒径、电极加工性、电极压实密度、实际比容量、循环寿命、倍率放电、温度特性、安全性等方面对国内几个磷酸铁锂材料供应商和Valence等国外供应商所提供的材料进行了非常系统的试验评价,试验数据客观地表明:国内磷酸铁锂产品与Valence等国外供应商产品相比仍有不少差距,且同一供应商提供的产品质量批次一致性差异较大、重复性很差。 究其原因,首当其冲的是技术未
12、吃透,磷酸铁锂对合成工艺条件的敏感性远远大于目前产业化的其他正极材料,即合成的工艺条件要做到严格一致才能确保批次的稳定性。国内企业在未吃透技术的条件下盲目生产,其产品自然存在“先天不足”现象;其次,科研成果转化存在衔接问题,从科研成果向中试过渡和从中试向批生产过渡过程期间,缺乏工艺技术系统工程设计的理念;此外,国内的材料厂商的生产过程管理精细度较低,缺乏包括工序、作业、采购、检验等环节在内的规范化、标准化技术和管理体系,也是造成产品一致性低的重要原因。 3. 投资刺激洗牌竞争。从现有情况来看,我国车用动力电池基本都处于研发、试验阶段,尚未实现大批量生产,短期内动力电池企业不太可能实现盈利,故而
13、上游材料企业多按需生产,其规模也远未达到规模化生产的程度。然而,行业概念的炒作已经引燃了投资的热情,我国车用锂电池现实的有效产能不足成为了最佳“突破口”,此外,在地方经济利益的驱使下,政府大开绿灯,民间投资也似乎都是各取所需,大有“圈地”之嫌,动辄数亿的投资项目遍地开花,行业已经显示出产能过剩的端倪。有资料显示,截至2010年,我国动力锂电池产能20亿Ah,主要分布在珠三角、长三角、东三省和京津唐等汽车产业聚集区,在2015年前,动力锂电池及其上游材料产业投资仍将大步向前。预计在一系列投资刺激下,2015年我国动力锂电池产能将达到39亿Ah,而我国当年EV/PHEV乘用车和电动商用车产量预计为
14、12万辆左右,需消耗锂电池约9亿Ah,这仅占动力锂电池产能的23。多方投资的磷酸铁锂产业如其他新兴产业一样,在发展到一定阶段之后,洗牌在所难免,唯有注重技术积累、理性投资、精细化管理和市场运作的企业方能大浪淘沙始见金o 电池级磷酸铁锂迎来发展机遇o 2010-04-23 中国投资咨询网 o 中投顾问提示:目前我国新能源电动车、客车和轿车的产业化进程加快,必将拉动整个锂电池链条快速扩张。 文/中投顾问据报道,吉林辽源市在资源型城市产业转型过程中,积极培育新能源汽车动力电池产业,形成了一条包括锂离子动力电池、动力电池材料、超高性能隔膜纸、电动机等相互衔接的产业链,新能源汽车产业集群雏形逐步显现。辽
15、源市年产2000吨电池材料项目、20万支主性能锂离子电池等一批项目也在加紧建设中。中投顾问流通行业研究员黎雪荣认为,目前我国新能源电动车、客车和轿车的产业化进程加快,必将拉动整个锂电池链条快速扩张。 锂电池的性能主要取决于所用电池内部材料的结构和性能。这些电池内部材料包括负极材料、电解质、隔膜和正极材料等。其中正、负极材料的选择和质量直接决定锂离子电池的性能与价格。近年来,中国锂电池产量已大幅提升,锂电池正极材料也已经从单一的钴酸锂材料,发展到钴酸锂、锰酸锂、镍钴酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸铁锂等材料齐头并进的阶段。中投顾问最新发布的2010-2015年中国锂电池正极材料行业投资分析及前景预测报告显
16、示,2008年我国锂离子电池的出口量为12.53亿个,锂的原电池及原电池组约4.4亿个;其中,中国国内钴酸锂市场销量大约1万吨,锰酸锂大约5000吨,三元材料大约2000吨,磷酸铁锂产量约为2500吨。2009年锂离子电池出口量达10亿多个,锂的原电池及原电池组约4.5亿个。而磷酸铁锂是引发锂电革命行业的一种新型材料,是锂电池行业发展的最前沿。磷酸铁锂具有高的能量密度、低廉的价格、优异的安全性使其特别适用于动力电池。它的出现是锂离子电池材料的一项重大突破,成为各国竞相研究的热点。由于其自身的优势被广泛应用于混合动力汽车、电动工具、电动自行车、电动助力车、发电储能装置等各个领域。混合动力汽车(H
17、EV)是未来数年内新能源汽车的主要发展方向。随着混合动力汽车产量的不断增加,混合动力汽车占有率的提升,磷酸铁锂电池市场规模将快速增长,也将拉动磷酸铁锂需求增长。全球磷酸铁锂电池正极材料的主要生产厂商来自于美国的Valence、A123和天津斯特兰。两家美国公司合计产能在1000吨左右,生产基地都在中国,但都不对国内客户提供电池材料。目前国内每年磷酸铁锂的需求量为8000吨左右,产量为2500吨,发展空间非常广阔。黎雪荣指出,目前磷酸铁锂产品正处于行业的萌芽阶段,而中国环境问题突出,能源问题紧张,因此磷酸铁锂产品潜在市场巨大,磷酸铁锂作为一个新兴的产业,具有较大战略投资价值。锂电池正极材料磷酸铁
18、锂生产技术发展阶段成熟期 融资金额600万人民币 所属领域化工能源市场分析市场需求情况和风险分析7.1.国内市场需求规模和产品的发展前景、在国内市场的竞争优势和市场占有率u 国内市场需求规模2001年锂离子电池产量为2.2亿只。随着国内电芯厂家生产技术的进一步提高,基于成本的原因, 2006年中国超过日本成为世界锂离子电池的第一大生产国。中国目前有大大小小的锂离子电池生产厂50多家,其中,比亚迪公司已日产30万只以上,邦凯公司日产已突破10万只,华粤宝、贵州航天、银思奇等公司日产量已达到4一8万只,其他厂家都纷纷在扩大规模。另外,由于中国巨大的潜在市场的吸引,国外电池生产厂,如日本三洋等纷纷来
19、中国建电池厂,意欲更大规模地抢占中国市场。专家预言,21世纪,中国不仅会成为锂离子电池第一需求大国,而且会成为锂离子电池第一生产、出口大国。2006年世界锂离子电池总产量超过25亿颗,仅2007年1-4月,我国出口锂离子电池3.3亿个,价值近10亿元。锂离子电池作为一种高性能的可充绿色电池,在各种产品和交通工具中得到越来越多的应用。对环境的关注和能源短缺的思考迫使人们对燃油汽车的未来进行了新的规划。以高能二次电池为能源驱动的电动汽车(Electric Vehicle, EV)与以燃油和电池为动力的混合电动汽车(Hybride Electric Vehicle, HEV) 受到越来越多的重视。以
20、LiFePO4为正极的锂离子二次动力电池无疑具有其自身的优点,如更安全、更环保和更廉价而倍受关注。u 产品经济周期及目前所处生命期的阶段锂离子电池是国际上于90年代初兴起的最新一代二次电池产品,目前尚无可预见的替代产品。作为正极材料生产技术相对成熟的锂钴氧,因其原料资源(主要是钴资源)的限制,加上生产成本过高已面临严峻的市场危机。锂离子动力电池现在已具备广泛进入市场的能力,最小的锂动力电池(不锈钢壳)为42120(mm),电压3.6V,额定容量10Ah。这种电池的优点是体积小,比能量大,引起所有的电动自行车厂家密切的关注。厂商们充分利用这种电池体积小质量好的特点,设计出电池总重量仅为3.6Kg
21、的电动自行车。最轻型的电动自行车和电滑板车,仅用6只电池串联驱动,续驶里程即可达到36KM。现在小型电动剪草机、釆棉机,以及携带式备用通迅电源(军用,民用),矿灯等许多方面都在使用。不管是通迅、照明、驱动,这种3.6V/10Ah锂动力电池,均可做为一种轻便可移动式的电力源泉而走向市场。鉴于中国国情的客观因素,电驱动助力自行车,这种介于机动车和非机动车之间的代步工具,更突出了它诸多的优点和实用性。于是,研制生产这种自行车的厂商,如雨后春笋般在中国这块肥沃的土地上迅速生长。去年,我国的电动自行车的产量已达到100万辆以上,有400多家生产厂家。然而,研制生产电驱动自行车的厂商们经过十几年的潮起潮落
22、,最后都把目光盯住了锂动力电池,其原因是所有的二次电池都不能满足于自行车那种轻巧灵便的需要。传统的蓄电池装在自行车上就如同装上一块20公斤左右重的大石头,其本身的重量再加负载,使续驶里程不理想。这么重的电池提上提下地充电,使人忧怨不堪。电池装在车上也壅肿难看。其电池本身的寿命也使消费者大为恼火,用不了多久电池就报废了,而报废了的电池还会产生严重的环境污染。市场经济的规律,消费者决定了厂家的命运。而能够扼制住命运喉咙的,是属于那些有独具眼光的,有创新意识的厂家。一项调查表明,全国五大城市50%用自行车的人,有换成电动自行车的愿望。目前全世界拥有自行车达10个亿。据专家分析,未来几年内,电动自行车
23、将逐步取代自行车,锂动力电池,做为电动自行车最理想的驱动源泉,其市场保有量会随着电动自行车的逐年增加而增加。而用锂动力电池组装的电动自行车,其市场价格并不比铅酸蓄电池组装的自行车价格高,以北京一家电动自行车专卖店得来的信息表明,用锂组装的仅比铅酸组装的高出320元,如果按铅酸组装车的标准和数据可同等价格并列。这是五羊电动自行车分公司为经销商制定的限制价,其目的是不让经销商无限制地再加价。仅电动自行车一项,国内对锂离子电池正极材料的需求已超过10000吨,其市场潜力更是巨大。如果说电驱动自行车现在已经形成了市场,那么电动摩托车市场规模也已开始起动。其实采用电驱动摩托车在国外一些先进技术的国家和地
24、区早巳研制开发,所有配件已经完美成熟,但始终因为电池问题,最主要的是续驶里程和速度达不到理想的指标而叹惜。传统电池组装的摩托车用庞大笨重的电池组合,其续驶里程仍然达不到理想的要求。只能跑40-45km,最高时速也只有40-50km,消费者不买账,研发也一筹不展。锂动力电池的产生,给电动摩托车的研发者带来新的憧憬。台湾EVT电动摩托车公司用锂动力电池组装测试,一组选用3.6V/100Ah组装的电摩托车,续驶里程达到200公里,最高时速可达90-100公里,世界电摩之王出现了!台湾是全世界推广电动摩托车最优秀的地区,现在的EVT与国内锂动力电池生产商,已经联起手来争抢台湾以及国外的其它市场。在国内
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