1、一、總論1.1 項(xiàng)目名稱電池正極材料磷酸鐵鋰生產(chǎn)項(xiàng)目1.2 建設(shè)內(nèi)容及規(guī)模建設(shè)內(nèi)容為一條年產(chǎn)200噸磷酸鐵鋰材料的生產(chǎn)線，及其配套土地、建筑。本技術(shù)包含多條工藝路徑。本建議書(shū)所選擇的為投資額最大的且成本最高的路徑，因此各種測(cè)算均采用最保守條件下數(shù)據(jù)。1.3 概算投資本項(xiàng)目建議投資1000萬(wàn)元。（含土地、基建、流運(yùn)資金等費(fèi)用）其中：設(shè)備總投資402萬(wàn)元；（生產(chǎn)設(shè)備為362萬(wàn)元，檢測(cè)設(shè)備為39.75元）土地、土建約250萬(wàn)元；流動(dòng)資金約250萬(wàn)元；其余為試驗(yàn)費(fèi)、外協(xié)費(fèi)等其他費(fèi)用。1.4 效益分析年產(chǎn)值為3000萬(wàn)元/年；年毛利約1764萬(wàn)元/年；（含人工、水電，不含設(shè)備折舊、稅費(fèi)）毛利潤(rùn)率142.

2、72%。二、背景介紹2.1 電池概述2.1.1 定義電池的定義是將輻射能或化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變成電能的直流電壓源。廣義的電池既包括化學(xué)電池，也包括其它能量轉(zhuǎn)換電池，如太陽(yáng)能電池、溫差電池、核電池等?；瘜W(xué)電池是指通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)，把正極、負(fù)極活性物質(zhì)的化學(xué)能，轉(zhuǎn)化為電能的一類(lèi)裝置。狹義的電池是指不包括有特殊工作機(jī)制的如金屬空氣電池、燃料電池等在內(nèi)的化學(xué)電池。本文中主要涉及的是狹義的電池。2.1.2 分類(lèi)電池主要分為原電池和蓄電池兩類(lèi)。原電池是一種將活性物質(zhì)中化學(xué)能通過(guò)氧化還原反應(yīng)直接轉(zhuǎn)換成電能輸出的裝置。由于各種型號(hào)的原電池氧化還原反應(yīng)的可逆性很差，放完電后，不能重復(fù)使用，故又換一次電池。常見(jiàn)的一次性電

3、池包括堿錳電池、鋅錳電池、鋰電池（指正極材料是二氧化錳或亞硫酰氯，負(fù)極是單質(zhì)鋰的電池，與鋰離子電池不同，目前通常被稱作“鋰電池”的事實(shí)上是鋰離子電池，而非傳統(tǒng)意義上的“鋰電池”）、鋅電池、鋅空電池、鋅汞電池、水銀電池、氫氧電池和鎂錳電池。蓄電池的原理是通過(guò)將化學(xué)能和直流是電能相互轉(zhuǎn)化，在放電后經(jīng)充電后能復(fù)原，從而達(dá)到重復(fù)使用效果，故又稱可充電電池。由于一次電池與本文關(guān)系不在大因此不展開(kāi)討論，且本文中不做特別說(shuō)明的電池即為蓄電池的縮寫(xiě)。2.1.3 常見(jiàn)蓄電池常見(jiàn)的蓄電池包括鉛酸電池，鎳鐵電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池等幾種。鉛酸電池：是一種電極主要由鉛及其氧化物制成，電解液是硫酸溶液的蓄電

4、池。一般由正極權(quán)、負(fù)極板、隔板、電池槽、電解液和接線端子等部分組成。正極板為二氧化鉛板（PbO2），負(fù)極板為鉛板（Pb）。放電后，正負(fù)極的主要成分均轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徙U；充電后，在荷電狀態(tài)下，正極主要成分回復(fù)為二氧化鉛，負(fù)極主要成分回復(fù)為鉛。由法國(guó)人普蘭特于1859年發(fā)明，已經(jīng)歷了150余年的發(fā)展歷程。鉛酸電池的標(biāo)稱電壓是2.0V，能放電到1.5V，能充電到2.4V。其優(yōu)點(diǎn)是發(fā)展多年技術(shù)成熟，價(jià)格低廉。但缺點(diǎn)非常多，例如儲(chǔ)能密度極低；壽命短；強(qiáng)酸性、含鉛量巨大，拆解后污染嚴(yán)重；電解液為液態(tài)強(qiáng)酸，易泄漏，腐蝕嚴(yán)重；氣體排放量大，不能密封；除被稱為所謂“免維護(hù)電池”的閥控型電池以外，需要定期注酸維護(hù)等等。

5、鎳鐵電池：陰極是氧化鎳，陽(yáng)極是鐵，電解液是氫氧化鉀。這種電池的電壓通常是1.2V。由愛(ài)迪生發(fā)明，也是一種歷史悠久的電池品種。相對(duì)鉛酸電池來(lái)說(shuō)，能量密度高、充放電能力強(qiáng)、低溫性能好、自放電率低，但它的這些相對(duì)優(yōu)勢(shì)對(duì)比于鎳鎘電池、鎳氫電池和鋰離子電池又成為了劣勢(shì)，且成本遠(yuǎn)高于鉛酸電池。早已逐步被淘汰出了市場(chǎng)。鎳鎘電池：鎳鎘電池（Ni-Cd，Nickel-Cadmiun Batteries, Ni-Cd Rechargeable Battery）是最早應(yīng)用于手機(jī)、超科等設(shè)備的電池種類(lèi)，它具有相對(duì)良好的大電流放電特性、耐過(guò)充放電能力強(qiáng)、維護(hù)簡(jiǎn)單，一般使用以下反應(yīng)放電：Cd+2NiO(OH)+2H2O2

6、Ni(OH)2+Cd(OH)2充電時(shí)反應(yīng)相反。鎳鎘電池最致命的缺點(diǎn)是，在充放電過(guò)程中如果處理不當(dāng)，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的“記憶效應(yīng)”，使得服務(wù)壽命大大縮短。所謂“記憶效應(yīng)”就是電池在充電前，電池的電量沒(méi)有被完全放盡，久而久之將會(huì)引起電池容量的降低，在電池充放電的過(guò)程中（放電較為明顯），會(huì)在電池極板上產(chǎn)生些許的小氣溝，日積月累這些氣泡減少了電澤極板的面積也間接影響了電池的容量。而且其能量密度的優(yōu)勢(shì)尚不及鎳氫電池，也已被淘汰出了主要競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域。鎳氫電池：是由氫離子和金屬鎳合成，電量?jī)?chǔ)備比鎳鎘電池多30%，比鎳鎘電池更輕，使用壽命也更長(zhǎng)，并且對(duì)環(huán)境無(wú)污染。鎳氫電池的缺點(diǎn)是價(jià)格比鎳鎘電池要貴好多，性能比鋰電池要差

7、。鎳氫電池中的“金屬”部分實(shí)際上是金屬互化物。許多種類(lèi)的金屬互化物都已被運(yùn)用在鎳氫電池的制造上，它們主要分為兩大類(lèi)。最常見(jiàn)的是AB5一類(lèi)，A是稀土元素的混合物（或者）再加上鈦（Ti）；B則是鎳（Ni）、鉆（Co）、錳（Mn），（或者）還有鋁（Al）。而一些高容量電池的“含多種成分”的電極則主要由AB2構(gòu)成，這里的A則是鈦（Ti）或者釩（V），B則是鋯（Zr）或鎳（Ni），再加上一些鉻（Cr）、鈷（Co）、鐵（Fe）和（或）錳（Mn）。所有這些化合物扮演的都是相同的角色：可逆地形成金屬氫化物。電池充電時(shí)，氫氧化鉀（KOH）電解液中的氫離子（H+）會(huì)被釋放出來(lái)，由這些化合物將它吸收，避免形成氫氣（

8、H2），以保持電池內(nèi)部的壓力和體積。當(dāng)電池放電時(shí)，這些氫離子便會(huì)經(jīng)由相反的過(guò)程而回到原來(lái)的地方。鎳氫電池與鎳鎘電池相同都有記憶效應(yīng)。因此定期的放電管理也是必需的。這種定期放電管理屬于模糊狀態(tài)下被處理，甚至也有些在不正確的知識(shí)下進(jìn)行放電（每次放電或者使用幾次后進(jìn)行放電都因公司的不同而有所差異）這種煩瑣的放電管理在使用鎳氫電池時(shí)是無(wú)法避免的。相對(duì)的鋰電池而言因?yàn)橥耆珱](méi)有記憶效應(yīng)，在使用上非常方便簡(jiǎn)單。它完全不必理會(huì)殘余電壓多少，直接可進(jìn)行充電，充電時(shí)間自然可以縮短。鎳氫電池具有較高的自放電效應(yīng)，約為每個(gè)月30%或更多。這要比鎳鎘電池每月20%的自放電速率高。電池充得越滿，自放電速率就越高；當(dāng)電量下

9、降到一定程序時(shí)，自放電速率又會(huì)稍微下降。電池存放處的溫度對(duì)自放電速率有十分大的影響。鋰離子電池：是現(xiàn)代高性電池的代表。它主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來(lái)工作。在充放電過(guò)程中，Li+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌：充電時(shí)，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過(guò)電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài)，放電時(shí)則相反。鋰離子電池能量密度大，平均輸出電壓高，以每一個(gè)單元電池的電壓來(lái)看，鎳氫與鎳鎘都是1.2V，而鋰電池確為3.6V，鋰電池的電壓是其他兩者的3倍。并且同型電池的重量鋰電池與鎳鎘電池幾乎相等，而鎳氫電池卻比較重，可知每一個(gè)電池本身重量不同，但鋰電池因3.6V高電壓，在辦理出同等電壓的情況下使的單個(gè)電池組合時(shí)數(shù)目可

10、閏少2/3而使成型后的電池重量和體積減小，比能量高34倍于Ni-Cd，23倍于Ni-MH；自放電小，每月在20%以下（可恢復(fù)）大大低于Ni-Cd的2530%，Ni、MH的3035%；沒(méi)有記憶效應(yīng)；工作溫度范圍寬為20C60C；循環(huán)性能優(yōu)越；可快速充放電；充電效率高達(dá)100%，其它電池在充電過(guò)程中都有一定的能量損耗；輸出功率大；使用壽命長(zhǎng)；必須部分不含有毒有害物質(zhì)，被稱為綠色電池。但也有以石黑為負(fù)極時(shí)存儲(chǔ)溫度導(dǎo)致衰老；不耐過(guò)充、過(guò)放、過(guò)溫，需要保護(hù)電路；除磷酸鐵鋰電池以外有氣體排放，會(huì)燃燒爆炸；隔膜要求高；成本高等缺點(diǎn)。但這些缺點(diǎn)相較于其優(yōu)點(diǎn)來(lái)說(shuō)就是顯得微不足道了，因此鋰離子電池是目前行業(yè)的主要

11、發(fā)展方向。而且鋰離子作為易于捕獲、脫嵌，和導(dǎo)電性良好的最小的金屬離子，目前已基本從理論上被證明是最好的介質(zhì)，所以鋰離子電池成為電池技術(shù)發(fā)展的唯一中心已無(wú)可爭(zhēng)議，需要研究的僅為具體的品種問(wèn)題。2.2 鋰離子電池概述2.2.1 常見(jiàn)鋰離子電池常見(jiàn)鋰離子電池正極材料包括鉆酸鋰、鋰鎳氧化物、鋰錳氧化物、鋰釩氧化物、鋰鎳鉆氧化物、鋰鎳鈷氧化物、磷酸鐵鋰等。鈷酸鋰（LiCoO2）：正極材料為層狀結(jié)構(gòu)，空間群為R3m，氧原子構(gòu)成立方密堆序列，鈷和鋰則分別占據(jù)立方密堆積中八面體的3（a）與3（b）位置；在充放電過(guò)程中，材料的結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定，具有比較好的循環(huán)性能，而且LiCoO2在可逆性、放電容量、充電效率、電壓

12、穩(wěn)定性等各方面性能均最好。在鋰離子電池正極材料中，鈷酸鋰是迄今為止制備方法比較簡(jiǎn)單的材料，其生產(chǎn)工藝最為成熟，用其制造的電池的性能最為可靠，是獲得了最廣泛商業(yè)應(yīng)用鋰離子電池的正極材料；鈷酸鋰還具有較高的容量和較長(zhǎng)的使用壽命，當(dāng)前國(guó)內(nèi)外鋰離子電池生產(chǎn)企業(yè)以使用估酸鋰材料為主。由于鈷屬于戰(zhàn)略物資，在中國(guó)未發(fā)現(xiàn)大規(guī)模有開(kāi)采價(jià)值的鈷礦，鈷資源基本依賴進(jìn)口，價(jià)格昂貴，安全性較差，限制了鋰離子電池在廣泛領(lǐng)域中的推廣應(yīng)用。并且鈷元素對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。鋰鎳氧化物（LiNiO2）：LiNiO2是目前研究的各種正極材料中電容量最高的系列，是非常有希望的高電壓電池活性材料，LiNiO2曾被認(rèn)為是最有希望LiCoO2的

13、替代材料之一，其容量（190210mAh/g）遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于LiCoO2材料（135 mAh/g），而且自放電率低，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，在價(jià)格和資源上也經(jīng)LiCoO2有優(yōu)勢(shì)。法國(guó)SAFT和日本“新陽(yáng)光計(jì)劃“均在至力于LiNiO2與其他正極材料替代口的開(kāi)發(fā)，用以提高鋰離子電池的電容量和降低其成本；國(guó)內(nèi)也有不少單位在這方面進(jìn)行研究，但是投入均相對(duì)較少，進(jìn)展較慢。鋰鎳氧化物的主要缺點(diǎn)在于合成條件苛刻，合成條件的細(xì)微變化會(huì)導(dǎo)致非化學(xué)計(jì)量鋰鎳氧化物的生成，其結(jié)構(gòu)中鋰離子和鎳離子的無(wú)序分布，使電化學(xué)性能惡化，能量密度下降。另外由于其脫鋰后的產(chǎn)物分解濕度太低，分解生產(chǎn)大量的熱量和氧氣，容易造成鋰電池的燃燒和爆炸。鋰錳氧

14、化物（LiMnxOy）：LiMnxOy系列主要有三種結(jié)構(gòu)，隧道結(jié)構(gòu)、層狀結(jié)構(gòu)和尖晶石結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)不同含成方法也不同，其組成也有差別。其中層狀結(jié)構(gòu)的LiMnO2目前的研究成果還不夠成熟。而處于同系列的LiMn2O4是目前研究比較熱的材料、也是相對(duì)比較成熟的鋰離子電池正級(jí)材料之一，鋰錳氧化物（LiMn2O4）系尖晶石型結(jié)構(gòu)，氧原子構(gòu)成立方密堆積（CCP）序列，Li在CCP規(guī)程的四面體間隙位置（8a），而Mn則在CCP堆積的八面體間隙位置（16d）上，Li可以在（LiMn2O4）骨架提供的二維遂道中實(shí)現(xiàn)脫嵌。該體系具有制備容易、污染低、價(jià)格便宜等特點(diǎn)，因而引起研究者的極大興趣，但相對(duì)于其它正極材料體

15、系而言，該體系比容量較低（110mAh/g）、高溫電容量衰減較快，故而提高其可逆比容量及改善其高溫電化學(xué)性能成為L(zhǎng)iMn2O4正極材料體系的研究焦點(diǎn)之一，據(jù)報(bào)道，云南匯龍科技有限公司已開(kāi)始在生產(chǎn)尖晶石型錳酸鉀。然而由于錳在其氧化物結(jié)構(gòu)中的價(jià)態(tài)比較復(fù)雜，因而不易掌握制備方法和充放電條件。其顯著缺點(diǎn)是，由于電解液自身所含部分物質(zhì)（主要是LiPF6）與水共同作用以及尖晶石的催化作用引起的電解夜的分解（最終產(chǎn)生HF）而高溫下電解液中微量水和痕量酸又造成錳的溶解，是該材料在高溫下循環(huán)容量迅速衰減。鋰釩氧化物（Li1+xV3O8）：（Li1+xV3O8體系是屬于單斜晶系，呈層狀結(jié)構(gòu)，空間群為P21m，其結(jié)

16、構(gòu)單元是兩層V3O8結(jié)構(gòu)，中間夾有Li離子的MXM（V3O8-Li-V3O8）夾心餅，Li+占據(jù)八面體間隙位置，額外的Li+（與X相對(duì)應(yīng)）嵌入到層間，并占據(jù)四面體間隙位置；Li1+xV3O8具有Li的嵌入量大（X可達(dá)4.5）、比能量高、放電容量大、可逆性較好等特點(diǎn)；但隨著Li離子的嵌入量不同，其晶體結(jié)構(gòu)易發(fā)生改變，從而導(dǎo)致大的殘余容量，放電電壓也隨之變化，造成放電電壓曲線不平坦，故其作為實(shí)用化的正極材料尚有一定的局限性。鋰鎳鈷氧化物（LiNixCo1-xO2）和鋰鎳鈷錳氧化物（LiNixCo1-2xMnxO2）：即二元材料和三元材料。LiNixCo1-xO2是用部分Ni取代Co得到的，L Li

17、NixCo1-2xMnxO2是用部分Ni和Mn取代Co得到的。它們屬于摻雜體系，結(jié)構(gòu)與LiCoO2、LiNiO2相似，綜合了LiCoO2、LiNiO2材料的共同優(yōu)點(diǎn)，具有成本較低、容量較高（130200mAh/g之間和較好的循環(huán)穩(wěn)定性等特點(diǎn)，因而是當(dāng)前鋰離子電池正極用材料的研究熱點(diǎn)之一。國(guó)外已有將LiNixCo1-xO2和L LiNixCo1-2xMnxO2批量投入商業(yè)使用報(bào)道。以上鋰離子電池及其正極材料都在研究開(kāi)發(fā)之中，至今尚未形成批量產(chǎn)品。磷酸鐵鋰（LiFePO4）：隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，鋰離子電池制造和銷(xiāo)售都在快速發(fā)展，鋰離子電池逐漸在動(dòng)力、儲(chǔ)能等大容量電池領(lǐng)域得到應(yīng)用，但是由于鈷資源緊缺

18、，而且氧化鈷鋰的熱穩(wěn)定性相對(duì)較差，難以滿足這一要求。磷酸鹽正極材料作為大容量電池應(yīng)用的首選材料備受矚目。它具有高容量、低價(jià)格、原料來(lái)源豐富、環(huán)境友好、安全性出色等氧化鈷鋰難以比擬的優(yōu)點(diǎn)。眾多的應(yīng)用試驗(yàn)結(jié)果已經(jīng)證明，以磷酸鐵鋰為正極材料的鋰離子二次電池具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和穩(wěn)定的循環(huán)充放電性能，完全可以應(yīng)用到諸如電動(dòng)汽車(chē)、低谷電力儲(chǔ)藏、風(fēng)力與太陽(yáng)能發(fā)電電能儲(chǔ)藏、應(yīng)急電力儲(chǔ)備和車(chē)用輔助電源等。隨著磷酸鐵鋰技術(shù)的逐漸成熟，其電導(dǎo)率低、低溫放電性能差的弱點(diǎn)已經(jīng)被克服，磷酸鐵鋰大規(guī)模應(yīng)用的時(shí)候已經(jīng)到來(lái)。2.2.2 鋰離子電池的安全性有關(guān)鋰電池燃燒爆炸的報(bào)道時(shí)常風(fēng)諸報(bào)端，常見(jiàn)引起燃燒爆炸的原因有如下幾種：1

19、）加熱引起電芯分解、燃燒、爆炸。爆炸的溫度因電池成分而異，如LiCoO4成分的電芯加熱至165C45分鐘會(huì)爆炸（屬于比較耐熱的）。雖然平時(shí)難把電池加熱到這樣的溫度，但是平時(shí)使用中還是要注意不要把電池放在靠近熱源的地方，比如說(shuō)封閉的汽車(chē)?yán)锸艿疥?yáng)光暴曬和接近發(fā)動(dòng)機(jī)的地方，也不要接火源。2）過(guò)充引起的爆炸。如果用不合格的充電器給電池充電，同時(shí)電池的保護(hù)芯片失效，充電電壓超過(guò)4.5V的時(shí)候，若負(fù)極的嵌鋰能力比較強(qiáng)，則溶劑被急速氧化，產(chǎn)生大量的熱使電池溫度升高并引發(fā)更多的反應(yīng)，放出更多的熱。若充電電流很大，電芯的穩(wěn)定性也很差，電芯溫度迅速升高，電池就會(huì)著火、爆炸。3）短路引起的爆炸。短路時(shí)，若保護(hù)芯片失

20、效，電流通過(guò)電芯的瞬間產(chǎn)生大量的熱，使電芯分解而導(dǎo)致電池爆炸。電池的正負(fù)極直接接觸會(huì)造成電池的外部短路；裝配過(guò)程中出現(xiàn)的集流體毛刺，隔膜皺褶以及不良裝配均可引發(fā)內(nèi)部短路，可能引起電池的爆炸。索尼的電芯就是因?yàn)殡娦局杏形⑿〗饘傩紝?dǎo)致了內(nèi)部短路而在極少見(jiàn)的情況下（索尼說(shuō)的）引起了爆炸。4）其它情況下，例如針刺和沖擊也會(huì)造成鋰離子電池的爆炸，原理比較繁雜就不多說(shuō)了。這里轉(zhuǎn)一下文獻(xiàn)對(duì)電池過(guò)放的描述，鋰離子電芯過(guò)放到1.02.0V時(shí)，部分電解液發(fā)生還原放出少量的熱。電壓達(dá)到0.7V后，金屬銅開(kāi)始氧化，并沉積在正極上，電池內(nèi)部短路，電壓迅速降為0V，鋰離子電池變?yōu)镃u負(fù)極/Al正極電池，但電池表面溫度升高

21、不明顯，不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。但是由上面看得出來(lái)，過(guò)放是對(duì)電池有傷害的。當(dāng)然電池保護(hù)芯片正常工作的話是能夠有效防止過(guò)放的。筆記本電池起火爆炸事件一覽：1）2006年4月，惠普宣布對(duì)15700塊可能存在起火隱患的電池進(jìn)行了召回，并未公布電池隱患的具體原因和生產(chǎn)方。2）2006年8月，戴爾公司宣布在全球召回410萬(wàn)塊由索尼制造的電池，涉及戴爾的20多款電腦型號(hào)。3）2006年9月，一臺(tái)由聯(lián)想公司生產(chǎn)的、型號(hào)為T(mén)43的ThinkPad筆記本電腦在美國(guó)洛杉礬國(guó)際機(jī)場(chǎng)起火，日本索尼公司確認(rèn)了該筆記本使用了自己生產(chǎn)的電池。4）2006年10月，使用索尼電池的聯(lián)想筆記本在國(guó)內(nèi)引發(fā)了北京師范大學(xué)宿舍的火災(zāi)。校方給出失

22、火原因是用戶離開(kāi)時(shí)沒(méi)撥下筆記本充電器插頭，充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)引起發(fā)熱所致。5）2007年5月，東芝表示其公司筆記本配備電池近期發(fā)生起火事故，引發(fā)事故的索尼是電池模塊，并且建議用戶盡塊更換問(wèn)題電池。6）2007年9月，上海一位用戶一款戴爾筆記本電池突然爆炸燃燒，后戴爾電腦中國(guó)區(qū)發(fā)言人證實(shí)，發(fā)生爆炸的筆記本電池屬于此前因存在起火隱患被召回型號(hào)之列。7）2008年1月，韓國(guó)名記者在使用LG筆記本電腦采訪時(shí)發(fā)生爆炸并起火。此后LG經(jīng)過(guò)調(diào)查調(diào)爆炸是由于受到意處高溫所致。LG還接到用戶反饋另一款筆記本電池?zé)o故熔化，并決定停止銷(xiāo)售該款筆記本電腦，但未公布產(chǎn)品型號(hào)。8）2008年2月，三星P10筆記本因電池熔化而引

23、發(fā)火災(zāi)。三星至今仍未公由原因，稱仍在調(diào)查中。事實(shí)上被掩蓋在電池生產(chǎn)業(yè)中的人員傷亡事件，更是觸目驚心，只并未得到直接報(bào)道而已。而磷酸鐵鋰材料以磷酸根取代氧在濫用條件不下會(huì)有氧氣析出的獨(dú)特特性則恰恰從原理上避免了這些隱患的出現(xiàn)使磷酸鐵鋰電池可以很好的應(yīng)付這些不當(dāng)操作帶來(lái)惡劣工作環(huán)境。其實(shí)這些所謂的“不當(dāng)操作”，首先不屬于用戶應(yīng)當(dāng)了解的范圍，其次保護(hù)電路等保護(hù)措施失效不可能完全避免，另外電動(dòng)力汽車(chē)等戶外應(yīng)用環(huán)境里更是易于出現(xiàn)。因此從原理上避免是非常必要的。2.3 電池的污染性廢舊電池內(nèi)含有大量的重金屬以及廢酸、廢堿等電解質(zhì)溶液。如果隨意丟棄，腐敗的電池會(huì)破壞我們的水源，侵蝕我們賴以生存的莊稼和土地，

24、我們和生存環(huán)境面臨著巨的威脅。如果一節(jié)一號(hào)電池在地里腐爛，它的有毒物質(zhì)能使一平方米的土地失去使用價(jià)值，相當(dāng)于一個(gè)人一生的用水量；廢舊電池中含有重金屬鎘、鈷鉛、汞、鎳、鋅、錳等，其中鈷、鎘、鉛、汞是對(duì)人體危害較大的物質(zhì)。而鎳、鋅等金屬雖然在一定深度范圍內(nèi)是有益物質(zhì)，但在環(huán)境中超過(guò)極限，也將對(duì)人體造成危害。廢舊電池滲出的重金屬會(huì)造成江、河、湖、海等水體污染，危及水生物的生存和水資源的利用，間接威脅人類(lèi)的健康。廢酸、廢堿等電解質(zhì)溶液可能污染土地，使土地酸化和鹽堿化，這就如同埋在我們身邊的一顆定時(shí)炸彈。因此，對(duì)廢舊電池的收集與處置非常重要，如果處置當(dāng)，可能對(duì)生太環(huán)境和人類(lèi)健康造成嚴(yán)重危害。隨意丟棄廢舊

25、電池不僅污染環(huán)境，也是一種資源浪費(fèi)。有人算了一筆帳以全國(guó)每年生產(chǎn)100億只電池計(jì)算，全年消耗15.6萬(wàn)噸鋅，22.6萬(wàn)噸二氧化錳，2080噸銅，2.7萬(wàn)噸氯化鋅，7.9萬(wàn)噸氯化銨，4.3萬(wàn)噸碳棒。盡管先進(jìn)的科技已給了我們正確的指向，但我國(guó)的電池污染現(xiàn)象，仍容樂(lè)觀。目前我國(guó)的大部分廢舊電池混入生活垃圾被一并埋入地下，久而久之，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化使電池腐爛，重金屬溶出，既可能污染地下水，又可能污染土壤，最終通過(guò)各種途徑進(jìn)入人的食物鏈。生物從環(huán)境中攝取的重金屬經(jīng)過(guò)食物鏈的生物放大作用，逐級(jí)在較高級(jí)的生物中成千上萬(wàn)倍地富集，然后經(jīng)過(guò)食物鏈進(jìn)入人的身體，在某些器官中積蓄造成慢性中毒，日本的水俁病就是汞中毒的典型案

26、型。2.3.1 鈷的毒性鈷作為重金屬危害嚴(yán)重。與其它微量元素一樣，當(dāng)土壤、植物、動(dòng)物飼料以及人類(lèi)食物中添加極少量鈷時(shí)，通常有營(yíng)養(yǎng)作用。但是，如果加入量太多，則有可能抑制機(jī)體的生長(zhǎng)，甚至導(dǎo)致嚴(yán)重的中毒事故。由于生物個(gè)體因素差異，鈷在機(jī)體中營(yíng)養(yǎng)濃度存在著巨大的差別。1966年，美國(guó)通過(guò)一項(xiàng)控制發(fā)酵麥芽飲料中使用鈷的法令。在此以前，制造商為了增加飲料泡沫的穩(wěn)定性并防止其噴出，飲料中使用的各種鈷鹽如草酸鈷、氯化鈷和硫酸鈷的濃度高達(dá)1.2mg/L。關(guān)于制造和使用硬質(zhì)合金時(shí)產(chǎn)生的粉塵毒性。這些合金如鎢合金通常摻有鈷粉末，在制造和使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量顆粒狀粉塵，含有大量金屬鈷及其氧化物，其顆粒大小只有0.4

27、3.6m，完全可以透過(guò)肺泡膜進(jìn)入血液中。在濕潔冶煉鎢合金過(guò)程中，空氣中鈷的濃度，可達(dá)到0.010.02mg/m3。鈷可導(dǎo)致血球蛋白的增加，在從事鎢合金工業(yè)的人中，已發(fā)現(xiàn)一種肺組織纖維化的致命癥狀，這與空氣中鈷的含量太高有關(guān)。在制造硬質(zhì)合金產(chǎn)生的粉塵中，鈷在鈷鎢合金中毒性增加可能與在鎢接觸時(shí)鈷的溶解性更強(qiáng)有關(guān)。2.3.2 汞的毒性汞即我們俗稱“水銀”，是一種常溫下為液體的物質(zhì)，可以阻止電池中陰極金屬鋅的氧化，這一作法提高了電池的貯存壽命。因此，早在以前采用的鋅做陰極度的電池幾乎都有一定量的汞做防腐劑。但汞和汞的化合都具有神經(jīng)毒性，對(duì)內(nèi)分泌系統(tǒng)，免疫系統(tǒng)等也有不良影響，它會(huì)引發(fā)人的口齒不清、步太不

28、穩(wěn)、四肢麻痹，最后導(dǎo)致全身痙攣，精神失常而死。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)在生產(chǎn)電池時(shí)，要加入一種有毒的質(zhì)汞或汞的化合物。我國(guó)的堿性干電池的汞含量達(dá)1%5%，中性干電池為0.025%，全國(guó)每年用于生產(chǎn)干電池的汞就達(dá)幾十噸之多。隨著科技的進(jìn)步，電池開(kāi)始逐漸實(shí)行低汞化和無(wú)汞化，汞的代替品表面活性劑Forafac氟化聚合物，在防止鋅的腐蝕上取得了良好的效果。廢棄在自然界電池中的汞會(huì)慢慢從電池中溢出來(lái)，進(jìn)入土壤或水源，再在微生物的作用下，無(wú)機(jī)汞可以轉(zhuǎn)化成甲基汞，聚集在魚(yú)類(lèi)的身體里，人食用了這種魚(yú)后，甲基汞會(huì)進(jìn)入人的大腦細(xì)胞，使人的神經(jīng)系統(tǒng)受到嚴(yán)重破壞，重者會(huì)發(fā)瘋致死。著名的日本水俁病就是甲基汞所致。2.3.3 鎘的

29、毒性鎘不是人體所必需的微量元素，新生嬰兒體內(nèi)并沒(méi)有鎘，而是隨著年齡的增長(zhǎng)，逐漸累積起來(lái)的。鎘具有腎毒性，它所致的腎損傷是不可逆的。同時(shí)腎損傷后還可能繼發(fā)骨質(zhì)疏松、軟骨癥和骨折。在1993年，國(guó)際抗癌聰明就將鎘定為IA極致癌物。基于以上原因，許多發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)建議禁止使用鎘鎳電池而鎳氫電池已取代鎘鎳電池，避免了鎘的使用。而我國(guó)的絕大多數(shù)電池生產(chǎn)企業(yè)仍用鎘作為生產(chǎn)電池的原料，使得電池的危害進(jìn)一步加大。長(zhǎng)期食用受鎘污染的水和食物，可導(dǎo)致骨痛病，鎘進(jìn)入人體后，引起骨質(zhì)軟化骨骼變形，嚴(yán)重時(shí)形成自然骨折，以致死亡。2.3.4 錳的毒性過(guò)量的錳蓄積于體內(nèi)可引起神經(jīng)功能障礙，早期表現(xiàn)為綜合性功能紊亂，較重的出現(xiàn)

30、言語(yǔ)單調(diào)，表情呆板，感情冷漠，伴有精神癥狀。2.3.5 鉛的毒性鉛主要作用于神經(jīng)系統(tǒng)、造血系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、和種、腎等器官，能抑制血紅蛋白的合成代謝，還能直接作用于成熟紅細(xì)胞，對(duì)嬰、幼兒的毒害很大，它將導(dǎo)致兒童體格發(fā)育遲緩，慢性鉛中毒的兒童智力低下。2.3.6 鎳的毒性鎳粉溶解于血液，參加體內(nèi)循環(huán)，有較強(qiáng)毒性，能損害中樞神經(jīng)，引起血管變異，嚴(yán)重者導(dǎo)致癌癥。2.3.7 鋅的毒性鋅是人體不可缺少的元素，毒性較低，口服1000mg的硫酸鋅才會(huì)使人急性中毒，但吸收氧化鋅煙塵會(huì)引起中毒，其癥狀為全身疲乏，肌肉疼痛，呼吸困難、嘔吐、腹瀉、嚴(yán)重時(shí)心臟衰弱、虛脫、痙攣后死亡。硫酸鋅、氯化鋅侵入皮膚黏膜時(shí)，可產(chǎn)生

31、皮炎和潰瘍。鋅對(duì)魚(yú)類(lèi)和水生生物的毒性比對(duì)人的毒性大，故漁業(yè)水質(zhì)要求為每升水中鋅的含量不得起過(guò)0.1mg。2.3.8 磷酸鐵鋰的環(huán)境優(yōu)勢(shì)顯而易見(jiàn)，除了公共無(wú)毒的鋰離子以外，磷酸鐵鋰的另兩個(gè)肆分是亞鐵離子和磷酸根。一個(gè)是人體需要大量補(bǔ)充的補(bǔ)血濟(jì)的主要成分，一個(gè)是植物氮、磷鉀三樣主肥之一的磷的主要存在形式?？梢哉f(shuō)磷酸鐵鋰唯一是可以直接丟棄的電池材料。2.4 磷酸鐵鋰的優(yōu)勢(shì) 通過(guò)前述介紹，我們可以歸納碗酸鐵鋰的優(yōu)勢(shì)如下：既具備了所有鋰離子電池所共有的優(yōu)點(diǎn)，1）蓄能密度大。同等規(guī)格容量的磷酸鐵鋰電池的體積是鉛酸電池體積的2/3重量是鉛酸電池的1/3。2）無(wú)記憶效應(yīng)。可以長(zhǎng)期在線充放電，蓄能效果幾乎不受影

32、響。電池?zé)o論處于什么狀態(tài)，可隨充隨用，無(wú)須先放完再充電。3）轉(zhuǎn)換效率高。有力的節(jié)約了能源。4）自放電率極低?？奢^長(zhǎng)期的存儲(chǔ)電能。5）一致性好。適于標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。6）免維護(hù)。降低使用成本。也擁有著其它鋰離子電池所不具備的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。1）絕對(duì)安全。磷酸鐵鋰完全解決了鈷酸鋰和錳酸鋰的安全隱患問(wèn)題，鈷酸鋰和錳酸鋰在強(qiáng)烈的碰撞下會(huì)產(chǎn)生爆炸對(duì)消費(fèi)者的生命安全構(gòu)成威脅，而磷酸鐵鋰以經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的安全測(cè)試即使在最?lèi)毫拥慕煌ㄊ鹿手幸膊粫?huì)產(chǎn)生爆炸。2）耐高溫。磷酸鐵鋰電熱峰植可達(dá)350C500C而錳酸鋰和鈷酸鋰只在200C左右。工作溫度范圍寬廣（20C +75C），有耐高溫特性磷酸鐵鋰電熱峰值可達(dá)350C500C而錳酸鋰

33、和鈷酸鋰只在200C左右。3）可快速充放電。保證了快速充電和大功率應(yīng)用的需求。4）循環(huán)壽命長(zhǎng)。鉛酸電池、氫電池以及其它各種鋰電池循環(huán)壽命均小于500次，磷酸鐵鋰電池壽命至少可達(dá)2000次以上，甚至可超過(guò)3500次。用在電動(dòng)自行車(chē)上，同質(zhì)量的鉛酸電池民是“新半年、舊半年、維護(hù)維護(hù)又半年”，最多也就11.5年時(shí)間，而磷酸鐵鋰電池在同樣條件下使用，將達(dá)到78年。綜合考慮，性能價(jià)格比將為鉛酸電池的4倍以上。5）原村料來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉。鐵元素在地殼中含量十分豐富，僅次于氧、硅、鋁三種元素。磷酸鐵鋰材料目前市售價(jià)僅為鈷酸鋰的三分之一以下，且仍有很大的降價(jià)空間。6）環(huán)保。該電池不含任何重金屬與稀有金屬（鎳

34、氫電池需稀有金屬），無(wú)毒（SGS誰(shuí)通過(guò)），無(wú)污染，符合歐洲RoHS規(guī)定，為絕對(duì)的綠色環(huán)保電池證。鉛酸電池中卻存在著大量的鉛，在其廢棄物若處理不當(dāng)，仍將對(duì)環(huán)境夠成二次污染，而磷酸鐵鋰材料無(wú)論在生產(chǎn)及使用中均無(wú)污染。正因如此，磷酸鐵鋰不僅成為了電池材料令域發(fā)展的重點(diǎn)，更是諸如電動(dòng)力汽車(chē)、手持電動(dòng)工具、礦燈等需要特殊性能支持的領(lǐng)域里的無(wú)法替代、獨(dú)一無(wú)二的選擇。成為當(dāng)前的投資熱點(diǎn)不足為奇。三、市場(chǎng)分析3.1 產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域正因?yàn)榱姿徼F鋰的眾多獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，磷酸鐵鋰電池在諸多領(lǐng)域擁有著無(wú)可替代的優(yōu)勢(shì)：1）便攜電子設(shè)備。其高安全性特點(diǎn)是商務(wù)型筆記本、手機(jī)的最佳選擇。2）電動(dòng)工具。蓄能密度大、可大功率放電是手地電

35、鉆等設(shè)備的不二之選。3）礦燈。高安全要求僅鉛酸電池和磷酸鐵鋰電池可證證。4）電動(dòng)自行車(chē)、輪椅、高爾夫車(chē)、沙灘車(chē)、汽車(chē)啟動(dòng)電源。重量?jī)H為鉛酸電池的四到五分之一。5）電動(dòng)汽車(chē)，混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力。磷酸鐵鋰電池的所有優(yōu)點(diǎn)均不可或缺，是該領(lǐng)域目前唯一滿足所有需求的產(chǎn)品，也是磷酸鐵鋰電池的主要應(yīng)用領(lǐng)域。6）新能源蓄能。風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源發(fā)電項(xiàng)目的共同問(wèn)題是輸出不穩(wěn)定，蓄能電池組必不可少，長(zhǎng)壽命、高容量的磷酸鐵鋰電池是其最佳選擇。7）軍用。電臺(tái)、潛艇、航空、航天都有著大量的應(yīng)用空間。3.2 電動(dòng)力汽車(chē)的高速發(fā)展隨著能源危機(jī)的不斷加劇，電動(dòng)力汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)的熱度不斷上升，不討論國(guó)際上的風(fēng)起云涌，單看我國(guó)

36、的汽車(chē)行業(yè)發(fā)展，已可見(jiàn)一斑?！?010中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展國(guó)際論壇”已于9月5日在天津閉幕。該論壇素有“汽車(chē)行業(yè)達(dá)沃斯”之稱，參會(huì)的多為政府人士、行業(yè)專家和汽車(chē)企業(yè)高層。從會(huì)議討論的議題以及發(fā)言中，我們不難看出我國(guó)汽車(chē)行業(yè)未來(lái)的政策信號(hào)和發(fā)展方向。全國(guó)政協(xié)副主席、科技部部長(zhǎng)萬(wàn)鋼在論壇上表示，經(jīng)過(guò)十年發(fā)展，中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)已經(jīng)從研發(fā)階段進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段。同時(shí)電動(dòng)車(chē)的技術(shù)路線也已基本確定，即：混合動(dòng)力汽車(chē)將成為傳統(tǒng)汽車(chē)節(jié)能技術(shù)改造升級(jí)換代的主要方向，純電動(dòng)包括插電式汽車(chē)將成為近期發(fā)展戰(zhàn)略的主流，燃料電池汽車(chē)會(huì)成為未來(lái)的制高點(diǎn)。在電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)技術(shù)方面，中國(guó)已經(jīng)建立了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、適用于中國(guó)公共交通和私人汽

37、車(chē)市場(chǎng)的特色混合動(dòng)力、純電動(dòng)、燃油電池、動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái)，掌握了整車(chē)集成技術(shù)。在電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)方面，接近國(guó)際先進(jìn)水平，部分指標(biāo)具有一定的優(yōu)勢(shì)。萬(wàn)鋼還在論壇上透露，我國(guó)的電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展規(guī)劃草案已經(jīng)制定出來(lái)，國(guó)家將從七個(gè)方面持電動(dòng)聽(tīng)懂車(chē)發(fā)展，包括加大充電設(shè)施工、基礎(chǔ)設(shè)備的科技創(chuàng)新力度及加快基礎(chǔ)設(shè)施建議；加快技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究，完善標(biāo)準(zhǔn)體系；繼續(xù)深化國(guó)際技術(shù)交流與合作，推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)的國(guó)際化等。根據(jù)財(cái)政部、科技部、工業(yè)和信息化部、國(guó)家發(fā)展改革委6月份聯(lián)合出臺(tái)關(guān)關(guān)開(kāi)展私人購(gòu)買(mǎi)新能源汽車(chē)補(bǔ)貼試點(diǎn)的通知，確定在上海、長(zhǎng)春、深圳、杭州、合肥等5個(gè)城市啟動(dòng)私人購(gòu)買(mǎi)新能源汽車(chē)補(bǔ)貼試點(diǎn)工作。根據(jù)通知，插電式混合動(dòng)力乘用車(chē)每

38、輛最高補(bǔ)貼5萬(wàn)元，純電動(dòng)乘用車(chē)每輛最高補(bǔ)貼6萬(wàn)元，補(bǔ)貼資金首先撥付給汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)，按其扣除補(bǔ)貼后的價(jià)格將新能源汽車(chē)銷(xiāo)售給私人用戶或租賃企業(yè)。國(guó)內(nèi)主要企業(yè)新能源汽車(chē)發(fā)展現(xiàn)狀上汽集團(tuán)：已在混合動(dòng)力、純電動(dòng)、代用燃料三大領(lǐng)域布局。2010年將推出混合動(dòng)力片榮威，2012年將推出插電式混合動(dòng)力車(chē)和純電動(dòng)汽車(chē)。一汽集團(tuán)：已確定以混合動(dòng)力為主導(dǎo)的新能源發(fā)展戰(zhàn)略。2008年已推出混合動(dòng)力版B70，2012年將建成年產(chǎn)1.1萬(wàn)臺(tái)混合動(dòng)力轎車(chē)生產(chǎn)基地。東風(fēng)集團(tuán)：目前集中于混合動(dòng)力客車(chē)和電動(dòng)小馬，自主品牌混合動(dòng)呼轎車(chē)仍在研發(fā)之中。長(zhǎng)安汽車(chē)：新能源發(fā)展內(nèi)外結(jié)合中、逐步推進(jìn)。2008年杰勛HEV是國(guó)內(nèi)首款自主品牌混合

39、動(dòng)力轎車(chē)，2009年底推出純電動(dòng)奔奔mini，已在重慶建設(shè)新能源產(chǎn)業(yè)基地。比亞迪：國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)領(lǐng)先者，2008年已推出插電式混合動(dòng)力車(chē)F3DM，2009年推出純電動(dòng)轎車(chē)E6，計(jì)劃以新能源汽車(chē)進(jìn)軍國(guó)際市場(chǎng)，成為全球領(lǐng)先企業(yè)。奇瑞：多種新能源技術(shù)齊頭并進(jìn)，涉及混合動(dòng)力、純電動(dòng)、生物柴油多個(gè)領(lǐng)域。2008年已推出輕混、中混版A5，2009年推出QQ、S18、瑞虎等多款純電動(dòng)轎車(chē)。最近磷酸鐵鋰電池受矚目的另一個(gè)市場(chǎng)是混合動(dòng)力大巴，這塊市場(chǎng)已經(jīng)開(kāi)始顯露。據(jù)測(cè)算一輛電動(dòng)大巴大約要配制6萬(wàn)AH的電池，拆算成售價(jià)為60萬(wàn)人民幣，如按照新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃目標(biāo)，2011年要形成50萬(wàn)輛的產(chǎn)量，這意味著磷酸鐵鋰電

40、池一年的市場(chǎng)規(guī)模就有3000億。目前安徽國(guó)軒、深圳沃特瑪、山木電池、賽恩斯等企業(yè)紛紛拿到了政府的大額采購(gòu)訂單，為電動(dòng)大巴提供配套的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池，這是一個(gè)很好的開(kāi)端。電動(dòng)大巴得以廣泛推文有兩大原因：一是公用的新能源汽車(chē)享受?chē)?guó)家政府補(bǔ)貼，二是不受充電問(wèn)題的困擾。目前，電動(dòng)大巴采取的充電技術(shù)有兩套解決方案：一是采用快速充電的電池，在每個(gè)公交站點(diǎn)上棄置充電器，利用大馬停留時(shí)間進(jìn)行充電；另一種方案是采用儲(chǔ)能優(yōu)良的電池，增強(qiáng)電動(dòng)大馬的續(xù)駛里程，這樣可以減少充電次數(shù)。相對(duì)來(lái)說(shuō)，磷酸鐵鋰電池在電動(dòng)轎車(chē)上的應(yīng)用較為滯緩，不僅是因?yàn)槭蹆r(jià)高，政府原來(lái)沒(méi)有補(bǔ)貼，而且使用環(huán)境也不允許最難解決的是充電的問(wèn)題。在這種情

41、況下，消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)欲望不強(qiáng)烈，即使購(gòu)買(mǎi)了也是無(wú)法正常使用。從美國(guó)、日本、英國(guó)和以色列的發(fā)展可以借鑒，這些國(guó)家倡導(dǎo)低碳經(jīng)濟(jì)，鼓勵(lì)民眾使用電動(dòng)轎車(chē)，并在購(gòu)買(mǎi)的時(shí)候給予相應(yīng)貼。此外，在城市馬路上布置了數(shù)量眾多的充電站、停車(chē)場(chǎng)、車(chē)站以及小區(qū)內(nèi)也隨處可見(jiàn)，大大方便了電動(dòng)轎車(chē)的使用。從國(guó)外發(fā)展的軌跡來(lái)看，電動(dòng)轎車(chē)在國(guó)內(nèi)流行只是時(shí)間問(wèn)題。通常的鋰電池中，電池正極材料的用量均以克為計(jì)算單位（一部手機(jī)需要56克鈷酸鋰，所謂超大容量電池也很少超過(guò)10克），而國(guó)同一年消耗的鈷酸鋰材料即達(dá)30000噸以上。一部電動(dòng)汽車(chē)，至少需要使用5060千克的磷酸鐵鋰，作為最適于生產(chǎn)純電動(dòng)力汽車(chē)和混合動(dòng)力汽車(chē)的磷酸鐵鋰材料，其用量不

42、言自明。據(jù)估計(jì)，2006年鋰離子動(dòng)力電池總需求量已達(dá)50.690億Ah（單體電池工作電壓3.6伏），拆算為正極材料其消耗量為36200噸。而以上數(shù)據(jù)僅僅只包含了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，考慮到國(guó)外市場(chǎng)的拓展及電動(dòng)轎車(chē)的潛在發(fā)展，對(duì)動(dòng)力型鋰離了電池正極材料的需求量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出36200噸。3.3 代步工具到目前為止，電動(dòng)自行車(chē)配套電源市場(chǎng)仍呈現(xiàn)鉛酸電池一股獨(dú)大的局面。雖然鎳氫電池在上世紀(jì)末就開(kāi)始在電動(dòng)自行車(chē)上應(yīng)用，鋰離子電池在03年之后也已陸續(xù)出現(xiàn)在一些廠家的電動(dòng)自行車(chē)上，卻始終沒(méi)有真正動(dòng)搖鉛酸電池的霸主地位。究其原因，鋰離子電源的質(zhì)量水平并沒(méi)有像預(yù)期的那樣，循環(huán)壽命長(zhǎng)、可靠性高，所以一直沒(méi)有得到市場(chǎng)的認(rèn)可。但磷

43、酸鐵鋰材料正在改變著這一局面。超長(zhǎng)的使用壽命，還給用戶帶來(lái)了成本優(yōu)勢(shì)，雖然一輛磷酸鐵鋰的電動(dòng)自行車(chē)要比普通的電動(dòng)自行車(chē)價(jià)格貴，但是一塊電池頂3塊其它的電池用，在成本上并不吃虧。根據(jù)1998年以來(lái)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：電動(dòng)自行車(chē)產(chǎn)量1998年為5.54萬(wàn)輛、1999年為12.6萬(wàn)輛、2000年為29.3萬(wàn)輛、2001年為58萬(wàn)輛、2002年為158萬(wàn)輛、2002年為400萬(wàn)輛、2004年為675萬(wàn)輛、2005年1250萬(wàn)輛，2006年1800萬(wàn)輛，市場(chǎng)保有量超過(guò)4500萬(wàn)輛。2006年，全國(guó)電動(dòng)車(chē)生產(chǎn)廠家已有2000多家，配件廠（蓄電池、塑件、控制器、電機(jī)等）1000多家，年生產(chǎn)電動(dòng)車(chē)1800萬(wàn)輛，生產(chǎn)總

44、值將近300億元。按照全國(guó)自行車(chē)市場(chǎng)總量7億輛計(jì)算，其中20%更換為電動(dòng)自行車(chē)，總需求為15000萬(wàn)輛，高達(dá)1000億元的大市場(chǎng)，現(xiàn)在的保有量只滿足了需求的30%，國(guó)內(nèi)的電動(dòng)自行車(chē)還存在巨大的發(fā)展空間。在2004年5月1日正式實(shí)施的中華人民共和國(guó)道路交通安全法規(guī)定，電動(dòng)自行車(chē)的可以作為非機(jī)動(dòng)車(chē)上路行駛。同時(shí)國(guó)家有關(guān)部門(mén)還制定了電動(dòng)自行車(chē)通用技術(shù)條件和電動(dòng)自行車(chē)生產(chǎn)許可證實(shí)施細(xì)則。無(wú)論從消費(fèi)者的需求、生產(chǎn)企業(yè)的投入規(guī)模，還是從國(guó)家宏觀政策、戰(zhàn)略發(fā)展的思路來(lái)看，任何個(gè)人的主觀意見(jiàn)、任何局部政府的政策都不可能阻止電動(dòng)自行車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)了。電動(dòng)自行車(chē)、電動(dòng)摩托車(chē)市場(chǎng)容量巨大，一年配套電池產(chǎn)值約400億元

45、人民幣，加之電分理處輪椅車(chē)及沙灘車(chē)、高爾夫球車(chē)等其它的代步工具，市場(chǎng)容量快接近上千億，各大廠商非常垂涎這塊市場(chǎng)，在過(guò)去的一段時(shí)間里都做了布局。此外我國(guó)沙灘車(chē)、高爾夫球車(chē)的出口量巨大，并在不斷增加。3.4 蓄能電池組隨著世界能源緊張、現(xiàn)能源（油、煤）使用所造成的環(huán)境污染加重，而急需“環(huán)保型能源”代替。于是太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐能的開(kāi)發(fā)相繼問(wèn)世，這些清潔能源有一個(gè)共同特點(diǎn)，即為動(dòng)力來(lái)源在時(shí)間上不連讀，因而必須在其高峰期將所發(fā)的電能儲(chǔ)存下業(yè)，以便低峰時(shí)使用。因此大電容量的電池便成為清潔能源的組成之一。目前通訊基站和銀行UPS儲(chǔ)能現(xiàn)在還以鉛酸電池為主，太了能和風(fēng)電儲(chǔ)能領(lǐng)域還是一個(gè)市場(chǎng)空白點(diǎn)。磷酸鐵鋰電池在

46、儲(chǔ)能領(lǐng)域已有上佳表現(xiàn)。比亞迪最近拿下了國(guó)家電網(wǎng)在張北風(fēng)電場(chǎng)的1兆瓦磷鐵鋰鋰電池儲(chǔ)能電站，這個(gè)明年4月就將交付使用的項(xiàng)目將需要2.5噸磷酸鐵鋰原料。3.5 手持電動(dòng)工具和礦燈是鋰電池一個(gè)具大規(guī)模利用遠(yuǎn)景的市場(chǎng)。目前搭配磷酸鐵鋰鋰電池的電動(dòng)工具可以或許輕易打破過(guò)去18V電壓的制約，并成為電動(dòng)工具產(chǎn)業(yè)的趨勢(shì)。2007年，全球最大的電動(dòng)工具廠商B&G推出全球第一款采用磷酸鐵鋰電池的電動(dòng)工具。DCX6401 Combo Kit這款產(chǎn)品在上市后第2個(gè)季度，便因其1小時(shí)高速充電、功率壯大、高安全性和2000次以上的電池循環(huán)壽命等優(yōu)點(diǎn)，創(chuàng)下2000萬(wàn)美元的銷(xiāo)售成就，突破了B&G建立以來(lái)的所有記實(shí)。在各大廠商的

47、敦促下，磷酸鐵鋰電池的占有率將不斷上升。目前全球電動(dòng)工具需求以每年5%以上的速度增加，電動(dòng)工具中鋰電池的比例不到10%，85%為鎳鎘電池。由于鎳鎘電池的污染性問(wèn)題，西方國(guó)家已經(jīng)逐步立法限制其使用范圍。2010年，全球電動(dòng)工具市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到1.82億臺(tái)，電池須要達(dá)到7.3億顆，電池產(chǎn)值將達(dá)到330億元，若磷酸鐵鋰電池的占有率達(dá)到10%則市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到33億元。有調(diào)查稱，目前國(guó)骨礦難事件中，有80%是由礦燈打火引燃瓦斯發(fā)生。由于鉛酸電池欠缺電路保護(hù)，極易激起瓦斯爆炸。磷酸鐵鋰電池礦燈具有過(guò)充電、過(guò)放電及電流短路保護(hù)功能，將全面取代目前的鉛酸礦燈。事實(shí)上，在國(guó)外礦燈已成為磷酸鐵鋰用量最大的市場(chǎng)。3.6

48、 軍用電源占爭(zhēng)由機(jī)械化、自動(dòng)化、信息化，向信息中心戰(zhàn)的方向發(fā)展，其中那一個(gè)階段都少不了電源，軍用電源的便攜性、能量密度高低、壽命、可靠性、可再生性是軍事通訊設(shè)備、觀察與偵察設(shè)備、制導(dǎo)兵器、軍用計(jì)算機(jī)及模擬演練系統(tǒng)所用電源必須的要求；特別是前線作戰(zhàn)部隊(duì)，由于受到大范圍機(jī)動(dòng)、高速推進(jìn)、能利用的運(yùn)載交通工具有限，主要依造便攜能源。電池作為“信息中心戰(zhàn)”中的信息采集、信息處理、信息傳輔的分理處力源，也已成為部隊(duì)作戰(zhàn)能力的重要標(biāo)志之一。目前，鋰離子電池除了用在軍事通訊我，也用在一些武器系統(tǒng)中，如：美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)研制的單兵系統(tǒng)中、日本正在建造電分理處潛艇中均采用了鋰離子電池。3.7 磷酸鐵鋰發(fā)展現(xiàn)狀在國(guó)

49、外做為鋰離子動(dòng)力電池正極材料載體的鋰離子電池的發(fā)展速度比較快，國(guó)外的投資相對(duì)比較多，并且均有明確的發(fā)展方向與計(jì)劃。歐盟為鋰離子電池的研究和開(kāi)發(fā)規(guī)定了一系列的計(jì)劃，如：Joule、Brite-Euram等，并為此投入近1400萬(wàn)美元；加拿大的Hydro-Quebec和3M公司從USABC（美國(guó)先進(jìn)電池協(xié)會(huì)）獲得了3300萬(wàn)美元用于發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)用鋰離子電池；德國(guó)的Varta公司和美國(guó)的duracell也為USABC從事這方面的工作，歐、美的技術(shù)當(dāng)前仍處于領(lǐng)先地位。目前，Valence，Phostech，A123和日本的三井造船的磷酸鐵鋰已經(jīng)量產(chǎn)，并且Valence，和A123都在蘇州建廠。但國(guó)外的

50、供應(yīng)商為了追求更高的附加值只是在做OEM，而不愿意向國(guó)內(nèi)市場(chǎng)批量供應(yīng)磷酸鐵鋰材料。磷酸鐵鋰發(fā)展的歷史不長(zhǎng)，但產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程很快。2006年是磷酸鐵鋰產(chǎn)業(yè)化的元年，2007年、2008年是產(chǎn)業(yè)的蟄伏期，2009年市場(chǎng)開(kāi)始發(fā)力，210年毫無(wú)疑問(wèn)將步入“高速成長(zhǎng)期”。由于磷酸鐵鋰市場(chǎng)前景不可限量，國(guó)內(nèi)企業(yè)蜂擁而至前來(lái)?yè)屖车案?，一方面?duì)行業(yè)志到了推波助瀾的作用，另一方面在也造成了魚(yú)龍混雜的局面。據(jù)最新統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)磷酸鐵鋰正材料商大約有106家（包括臺(tái)灣），實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)的企業(yè)接近20家，光是這20家企業(yè)的設(shè)計(jì)產(chǎn)能就超過(guò)1.5萬(wàn)噸，如把中試廠商的產(chǎn)能統(tǒng)計(jì)在內(nèi)，整個(gè)產(chǎn)能估計(jì)超過(guò)3萬(wàn)噸。不過(guò)大部分企業(yè)僅僅是一種

51、跟風(fēng)行為，真正舍得大投入的企業(yè)不多，即使有錢(qián)的企業(yè)，也未必有好的技術(shù)。還有一個(gè)不大家所重視的問(wèn)題是，材料生產(chǎn)的少，問(wèn)題就少，材料生產(chǎn)的多，問(wèn)題就一大堆，如果以穩(wěn)定生產(chǎn)高品質(zhì)材料作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，可以說(shuō)目前還沒(méi)有哪一家能達(dá)到這個(gè)地步。電芯領(lǐng)域與材料領(lǐng)域的情況幾乎相似，目前涉足磷酸鐵鋰電芯制造的企業(yè)不下200家，真正量產(chǎn)的企業(yè)有30家左右，大部分企業(yè)還在試驗(yàn)階段，并沒(méi)有真正投入生產(chǎn)。從技術(shù)成熟度看，單體電池制造技術(shù)基本過(guò)關(guān)，循環(huán)壽命達(dá)2000次，甚至超過(guò)2000次都不成問(wèn)題，但是作為電池組則面臨一致性的問(wèn)題，實(shí)際的使用壽命將大打折扣，這個(gè)問(wèn)題需要材料商、電池商和控制系統(tǒng)提供商共同加以改進(jìn)。面對(duì)當(dāng)前的行

52、業(yè)現(xiàn)狀，我們要清醒地認(rèn)識(shí)到幾點(diǎn)：第一，行業(yè)投資過(guò)熱不等于產(chǎn)能過(guò)剩，從現(xiàn)在的市場(chǎng)需求看，的確存在供過(guò)于求的現(xiàn)象，但這是一個(gè)假象，等到明后年需求放大的時(shí)候，這樣的產(chǎn)能還是一個(gè)很小的數(shù)字；第二，磷酸鐵鋰制造有相當(dāng)高的技術(shù)門(mén)檻，現(xiàn)在進(jìn)入的企業(yè)未必能作出合格的產(chǎn)品，事實(shí)上合格產(chǎn)品還是供不應(yīng)求的；第三，低成本、高品質(zhì)是企業(yè)制勝的法寶，我們不能簡(jiǎn)單的通過(guò)一些數(shù)據(jù)來(lái)評(píng)價(jià)每家企業(yè)產(chǎn)品的好壞，好不好呢使用了再下定論，另外還要看企業(yè)持續(xù)研發(fā)和創(chuàng)新能力，靜態(tài)地看問(wèn)題往往會(huì)做出錯(cuò)誤的判斷。從磷酸鐵鋰電池在各細(xì)分市場(chǎng)的應(yīng)用表現(xiàn)看，無(wú)論是中低端的市場(chǎng)，還是在高端的市場(chǎng)，都已經(jīng)步入實(shí)質(zhì)性應(yīng)用階段，現(xiàn)在如果還擔(dān)心市場(chǎng)需求問(wèn)題，

53、那是有點(diǎn)杞人憂天了。磷酸鐵鋰電池近一年來(lái)在電動(dòng)工具、電動(dòng)玩具、戶外運(yùn)動(dòng)器械、LED儲(chǔ)能等領(lǐng)域的表現(xiàn)可謂風(fēng)光，對(duì)鎳氫、鎳鎘小電池的替代速度超出了很多人的預(yù)期，接下去完全有可能統(tǒng)占整個(gè)市場(chǎng)。只要有好的技術(shù)，前景無(wú)需懷疑。四、技術(shù)介紹4.1 技術(shù)優(yōu)勢(shì)磷酸鐵鋰材料突出的性能優(yōu)勢(shì)，和廣闊的市場(chǎng)前景使其成為了目前最具吸引力的投資熱點(diǎn)，技術(shù)市場(chǎng)中的相關(guān)技術(shù)也層出不窮。究其來(lái)源不外乎歸國(guó)技術(shù)人員攜帶和國(guó)內(nèi)科研院所自研兩類(lèi)，相對(duì)于這些技術(shù)來(lái)源，本技術(shù)擁有以下特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：1） 自主研發(fā)、技術(shù)完整。避免了部分技術(shù)人員單獨(dú)轉(zhuǎn)讓的技術(shù)自面性風(fēng)險(xiǎn)。2） 擁有產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗(yàn)。眾所周知，化工技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室技術(shù)和中試技術(shù)無(wú)法保證產(chǎn)業(yè)

54、化應(yīng)用的效果，本技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)全面的工業(yè)化批理生產(chǎn)，不存在擴(kuò)大試驗(yàn)的風(fēng)險(xiǎn)。3） 技術(shù)指標(biāo)高、穩(wěn)定。本技術(shù)工業(yè)化生產(chǎn)的產(chǎn)品性能穩(wěn)定，技術(shù)指標(biāo)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，達(dá)到或超過(guò)目前可采購(gòu)的進(jìn)口產(chǎn)品的水平。4） 成本低廉。本技術(shù)原材料成本較普遍技術(shù)水平低20-40%。5） 工藝全，適應(yīng)性強(qiáng)。本技術(shù)綜合借鑒了中科院內(nèi)外多家研院所的成果，已全面攻克干法、濕法工業(yè)化生產(chǎn)工藝，全面掌握草酸亞鐵、磷酸鐵、鐵紅等各種工藝路徑，且各工藝間水平已基本相同，對(duì)已有一定設(shè)備和原材料供應(yīng)基礎(chǔ)的技術(shù)長(zhǎng)級(jí)企業(yè)來(lái)說(shuō)改造成本低。6）型號(hào)全。不同的電池生產(chǎn)企業(yè)，不同的應(yīng)用方向?qū)α姿徼F鋰材料的質(zhì)量能量密度、體積能量密度、粒度、比表面積、放電倍率等物理、化學(xué)技術(shù)指標(biāo)均有不同需求，絕非部分技術(shù)供應(yīng)方所描述的單一產(chǎn)品可通用。本技術(shù)已工業(yè)化驗(yàn)證已知的全部需求調(diào)整可能性，可能針對(duì)不同需求靈活調(diào)整配方和工藝。7）技術(shù)演進(jìn)有保障。除了不斷提高磷酸鐵鋰材料技術(shù)指標(biāo)以外，本單位對(duì)今后1-20年的電池正材料技術(shù)已開(kāi)展了產(chǎn)業(yè)化試驗(yàn)、中試、小試、實(shí)驗(yàn)室、預(yù)研的梯隊(duì)正技術(shù)準(zhǔn)備，可持續(xù)為接產(chǎn)企業(yè)提供技術(shù)保障。4.2 技術(shù)指標(biāo)本技樣產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線生產(chǎn)的產(chǎn)品2010年9月在中電十八所測(cè)試的數(shù)據(jù)已達(dá)168.1mAh/g（0.2