磷酸铁锂电池：危机下的快充突围

2017-05-02 14:43

不同的电池材料体系，有着不同的优缺点，新的电池材料体系迭出，大有“青出于蓝而胜于蓝”的趋势，尤其是三元材料在电动大巴上解禁之后，该体系有着越来越高的呼声。磷酸铁锂材料体系作为当前电池材料体系的中坚力量，在其能量密度越来越接近上限的时候，是否还有其他的杀手锏以确保其自立于市场？磷酸铁锂电池材料的前景颇受关注。

磷酸铁锂的“危”与“机”

锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂、三元材料等。从工作原理上讲，磷酸铁锂也是锂离子的嵌入/脱嵌过程，这一原理与钴酸锂、锰酸锂等相同。磷酸铁锂经常被拿来与三元锂电池做比较，二者经常成为业内争议的焦点。

这两种材料都会在一定温度下发生分解，三元材料在200摄氏度左右即发生分解，而磷酸铁锂材料在800摄氏度左右分解，这意味着，三元材料更易成为火灾事故“帮凶”，三元电池要实现和磷酸铁锂同样程度的安全水平，对技术和工艺的要求更高。

然而，磷酸铁锂的能量密度低于三元电池。磷酸铁锂电池单体能量密度约120Wh/kg，成组后能量密度约80Wh/kg。相比之下，三元电池能量密度较高，三元锂电池单体能量密度约180Wh/kg，成组后约110Wh/kg。因此，业内频传磷酸铁锂电池能量密度提升空间有限，未来或被其他电池体系取代。

在知识产权日益被重视的当下，磷酸铁锂于此不及三元，这对磷酸铁锂电池的发展有所掣肘。最早有关磷酸铁锂的专利申请在1993年6月25日由FXMITTERMAIER & SOEHNE OHG (DE)获得，并于同年8月19日公布申请结果。磷酸铁锂的基础专利被美国德州大学所有，而碳包覆专利被加拿大人所申请。这两个基础性专利很难绕过去，产品专利方面的费用推高了磷酸铁锂电池产品的成本。而业内机构2017年对车用镍钴锰三元锂电池行业全球专利的统计显示，无论是其他国家的专利布局还是中国境内的技术创新保护意识，锰钴镍三元锂电池的技术研发都是当前的技术热点，我国镍钴锰三元锂电池专利申请量在世界上遥遥领先。因此，在专利方面，磷酸铁锂的优势不及三元电池。

在能量密度方面，磷酸铁锂的天花板略低，可发挥空间不大，但在用户所关心的充电速度方面打开了一扇窗。快充作为新能源汽车发展必须攻克的技术路径，其对于缓解续航里程焦虑、减少充电时间等有着明显的作用，因此，快充成为车企和电池企业的发力方向，也成为磷酸铁锂电池未来应用的一个亮点。

此外，在2016年12月底发布的新能源汽车补贴调整方案中，“3C-5C、5C-15C、15C+”三个档次的快充倍率，可分别获得0.8倍、1倍、1.4倍补贴，在该政策激励下，走磷酸铁锂技术路线的企业加大了在快充方面的研发力度，快充使磷酸铁锂电池获得了的新突破点。

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