在中國，磷酸鐵鋰電池是已經實現大規模產業化、技術發展相對成熟、處于市場主導地位的動力電池類型。今年以來，隨著新能源汽車市場行情的持續高漲，磷酸鐵鋰電池產銷量有了進一步的提高，引發了新一輪的擴產潮。
值得注意的是，在動力電池供不應求的形勢下，具有能量密度較高、輕量化等優勢的三元電池的產銷量也有所上升，成為動力電池市場的新生力量。甚至，相關言論爆料，國內新能源汽車整車廠越來越青睞以三元材料作為正極材料的動力鋰電池，磷酸鐵鋰動力電池市場逐漸被蠶食，磷酸鐵鋰電池發展已到了瓶頸期，三元鋰電池代替磷酸鐵鋰電池將是新能源汽車動力電池發展的歷史趨勢。而業界關于磷酸鐵鋰與三元動力電池路線的爭論愈發激烈，也開始有部分人士大力推薦三元電池而貶低磷酸鐵鋰電池價值。
但每種的電池材料都有各自的優缺點，完全具備各種優勢的鋰電池正極材料目前并不存在，三元材料是否真的比磷酸鐵鋰性能優越?動力鋰電池正極材料到底路在何方?鋰電池企業應該如何選擇未來發展方向? 記者在線采訪了中國磷酸鐵鋰資深人士日高能源董事長董明博士，共同探討動力鋰電池的發展。
以下是記者在線專訪董明博士的采訪實錄。(部分內容)
記者：現階段動力電池鋰電池正極有錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料等，您覺得未來動力鋰電池正極材料未來發展的趨勢是什么?
董博士：高電壓高容量是鋰電池永恒的追求。目前三元材料還不夠成熟，大至形成一個過渡的局面，許多乘用車已使用三元，第一個吃螃蟹的應該是特斯拉，導致市場對三元材料的追捧，而商用車和工程車輛由于安全性的考慮目前還基本沒有用三元，而現在的物流車也在嘗試用三元。
以純電動車來說，電池體積小、重量輕、密度高的要求是很自然，但大巴對安全性要求是第一位的，能量密度可以妥協，小車也想追求安全，但是體積有限，因此只能選擇三元。特斯拉作為標桿，松下的NCA電芯、特斯拉整車的設計和安全防護做得都比較精細，但電池安全性問題也還沒有徹底解決，還不斷有安全事故。國內的電池制造同松下比、還有較大差距、整車的設計與安全防護也存在許多問題。三元體系存在的安全隱患還較大，安全性能和循環壽命也不及磷酸鐵鋰體系，雖然三元材料被炒的熱火朝天，但磷酸鐵鋰總量還比三元多一些。
錳酸鋰由于價格便宜，主要用于電動自行車和鉛酸電池搶市場，而在汽車動力電池上已經沒有太多的應用。如果追求能量密度肯定是往三元發展。追求長壽命、高功率、大能量還是磷酸鐵鋰。磷酸鐵鋰的終極目標是在儲能方面全面的替代鉛酸電池，磷酸鐵鋰的成本越來越低，鉛酸電池確面臨環保政策的壓力、成本會越來越高。到一定階段，磷酸鐵鋰電池和鉛酸電池的成本可以持平，并且磷酸鐵鋰循環壽命和安全可靠性都是有保障的，磷酸鐵鋰電池很可能在儲能方面全面的替代鉛酸電池;磷酸鐵鋰在汽車啟動電源、特別是的智能啟停的啟動電源很容易替代鉛酸電池，在這些領域磷酸鐵鋰電池目前比三元更有優勢。
記者：磷酸鐵鋰作為正極材料國內國外公司都在做，現在就技術這一塊是否國內國外還存在差異?之前也很多言論提到磷酸鐵鋰的核心專利大多數都在國外，對于這點您是怎么看?
董博士：目前國內國外不存在根本上的技術差異，絕大多數磷酸鐵鋰材料都是國內生產。大家合成路線、原材料供應都差不多，但是外資工廠設備比國內的好一些。例如A123電池的功率密度比國內廠商高的原因并不是由于磷酸鐵鋰材料性能優于國內廠商，而是電池制作過程中工藝方面的原因。
日高能源經過三年的研究開發，磷酸鐵鋰材料性能幾乎接近極致，粉體振實密度》1.0，極片的壓實密度也達到了2.3g/cm3， 在20度環境中，1C恒流充電效率超過97%，1C放電容量大于150mAh/g、能量超過500Wh/kg;材料各項性能不比國外的差。
說到磷酸鐵鋰發明專利，1997年 John Goodenough申請的美國和歐洲專利，1999年美國專利授權，2004年歐洲專利授權，他在中國沒有獲得授權;2012年此專利在歐洲被Valence推翻，這個專利目前只在美國有效。而在美國這篇專利馬上也到期了。大家都知道到魁北克水電的碳包覆專利，在中國被中國電池工業協會推翻，在加拿大被Valence推翻。目前在中國、磷酸鐵鋰最早的、有效的發明專利是Valence的碳熱還原發明專利，專利有效期到2020年。
記者：目前石墨烯是被炒的很火的一種材料，有新聞也提高石墨烯電池充電幾分鐘可以跑1000公里。針對石墨烯在鋰電池方面的應用您是怎么看?添加石墨烯會不會讓電池性能有很大的改善?
董博士：石墨烯在鋰電池里沒有什么特殊的作用。石墨烯電池充電幾分鐘、電動車可以跑1000公里說法更是不靠譜。 有不少“石墨烯電池“，其實都是用石墨烯做添加劑的鋰電池。鋰電池的容量是由電池中活性鋰離子數量決定的，1摩爾鋰、6.94g，提供26.8Ah容量，跟石墨烯毫無關系;電池充放電快慢主要是決定于鋰離子的傳導速度，鋰離子跑的快，充放電才可能快;少量石墨烯加到正極或負極里，可以提高電極材料顆粒與顆粒間電子電導率，但對正極材料、負極材料中鋰離子導電幫助不是很大;石墨烯是高導熱材料，對電芯內部熱傳導明顯有幫助，對電池充放電循環壽命有一定提升;值得注意的是，大多數”石墨烯“顆粒是納米級厚度，幾十微米級的直徑或面積，它覆在正極顆粒的表面，會嚴重阻礙鋰離子的遷移，反而降低鋰電池高功率的發揮。我們的實踐驗證，石墨烯對鋰電池的幫助不如碳納米管實惠。
電動車快充的故事哪里不靠譜?以特斯拉純電動轎車為例，電池85kWh, 充滿電可以跑400公里; 假設電池能量大幅提升，但整車含電池重量不增加，跑1000公里，電池能量需要85kWh*1000/400=212.5kWh; 不考慮交流直流轉換、充放電過程能量損耗，10分鐘充電，充電功率=212.5kWh/(10/60)h=1275kW; 工業用電電壓380V，充電電流=1275kW/380V=3.355kA，如此大的電流需求，您上哪里去充電?誰敢幫您充電?
記者：現階段也有很多新興電池出現，比如鎂電池，鈉電池等，您認為未來幾年內有沒有可能出現能替代鋰電池的新興電池?
董博士：我相信至少在我退休之前都不用擔心(笑)。鎂電池和鈉電池很早就有了，應該算跟鋰電池是一類電池，原理是一模一樣。一個鎂離子兩個電荷能量密度高，但鎂離子半徑比較大，移動速度比較慢，電池充放電電流密度反而不高，沒有多少優勢。而鈉電池和鋰電池也沒有任何本質的區別，但鈉比鋰要活潑得多。因此鈉電池比鋰電池更危險，鈉電池如果爆炸著火起來比鋰電池要危險的多，而且鈉離子比鋰離子重，電池比容量也低，雖然鈉便宜，資源豐富，但替代鋰電池沒有多少機會。
記者：日高能源目前的研究重點以及未來的戰略規劃是什么?
董博士：目前日高能源主要兩款產品，一是全新的磷酸鐵鋰，還有一款是磷酸鹽包覆的NCA。NCA的主要缺點：堿性很高，遇水、遇CO2都會發生副反應，生成碳酸鹽以后容量容易衰減且充電發生脹氣，雖然NCA現階段炒作的很熱，現階段能產業化的只有松下。國內也有少部分的廠家在做，但是對NCA的環境要求非常高，合成中不能見水和二氧化碳，這是比較難達到的，但最難的地方在電芯廠，電芯廠能控制水但是卻不能控制二氧化碳，只要有人在的地方就肯定會有二氧化碳的存在。解決這些問題，可以通過NCA與磷酸鹽復合，結合NCA與磷酸鹽的優點，這也是日高目前主要在做的新產品，目前幫客戶處理NCA材料，自己批量銷售的還是磷酸鐵鋰。
說到公司戰略，我們希望2016年磷酸鐵鋰能實現300噸/月的銷售，磷酸鹽包覆的NCA2016年有所突破，實現百噸級銷售;努力做最有競爭力的、客戶接受的產品。
