锂离子电池制造商在使用国产磷酸铁锂正极材料试验和生产电池过程发现:国产磷酸铁锂正极材料与国际先进同类产品相比仍有较大差距、一部分磷酸铁锂供应商提供的材料存在不同程度的质量问题、批次产品之间存在质量不稳定等问题。为此,国产磷酸铁锂正极材料质量一致性又成为人们关注的“焦点”。
如何迅速解决磷酸铁锂正极材料生产中存在的关键技术问题、工艺技术问题和产品质量问题?如何提高磷酸铁锂批生产过程产品批次不稳定问题?更是从事磷酸铁锂正极材料技术研究、产品开发、中试和批生产技术攻关工作者所面临的一大“难点”。 本报告正是针对以上人们关心和关注的问题,结合实际工作中遇到的问题,浅谈一些粗浅的见解。 2、
磷酸铁锂正极材料产业现状分析
国内已经形成了一批磷酸铁锂正极材料生产商,产业初具规模,并把产品投向市场,提供给锂离子电池制造商使用。但是,大家普遍感到:目前国内磷酸铁锂正极材料批量生产技术还存在突出的工艺稳定性问题。突出表现在:
一些大的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,客观的试验数据表明:国内磷酸铁锂批产产品与Valence等国外供应商产品比较仍有较大差距; 表1: Valence公司产品与国产产品3个主要指标对比
1
Valence 公司 国内厂 家一 国内厂 家二 国内厂 家三 国内厂 家四 国内厂 家五 国内厂 家六
1.5
140
2000 次、90
2
1.0
136
500 次、84
3
1.2
------
------
4
1.2
135(1C)
2000 次、85
5
1.2-1.5
------
500 次、98.4
6
1.1
140
2000
次、82
7
1.2
130
1000 次、96
a) 一些锂离子电池制造商还反映一个现象: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;
b) 来源于工信部化学与物理电源质量监督检测中心的信息:磷酸铁锂正极材料制备的动力型锂离子电池在进行安全性能试验过程也
发生电池爆炸现象,估计与磷酸铁锂材料的质量有直接关系。
c) 磷酸铁锂正极材料市场需求和应用迫切要求我们刻不容缓的解决存在的产品存在的质量问题和批产不稳定的工艺技术问题。请看
下面4个信息:
第一、 来源于2009年初中国化学与物理电源行业协会最新的统计数据见表2:
表2:2005-2008年国内主要电池产品产量(单位:亿只)
140mAh/g、利用率90%计算,每年的正极材料市场需求量为:17262吨。其中磷酸铁锂按20%的份额,则为:3452吨(存量市场)。
第二、来源于2009年7月在北京举办的电动汽车和动力电池展览会的调研信息,其中有两个突出的特点:其一、采用磷酸铁锂动力型锂离子电池作为电动轿车、电动大巴等解决方案的至少占参展的90%的比例;其二、电动自行车采用磷酸铁锂动力型锂离子电池作为电源解决方案的也占了绝大多数(打破了过去由传统的铅酸蓄电池“一统天下”的格局)。可见:磷酸铁锂锂离子电池在锂离子电池本身所占电池品种比例也逐渐扩大,这就意味着磷酸铁锂正极材料的市场份额逐步扩大。