在2014中國(guó)鋰電材料市場(chǎng)研討會(huì)上，中南大學(xué)冶金與環(huán)境學(xué)院胡國(guó)榮教授作“鋰離子電池正極材料的產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)”報(bào)告。

      胡教授認(rèn)為，鋰離子電池的特性和價(jià)格都與它的正極材料密切相關(guān)，正極材料是鋰電池技術(shù)的核心和關(guān)鍵。


      對(duì)于錳酸鋰和磷酸鐵鋰的比較，胡教授認(rèn)為：

      1，錳酸鋰由于與目前普遍使用的鈷酸鋰、三元材料性質(zhì)非常接近，其電池生產(chǎn)工藝非常成熟，動(dòng)力電池生產(chǎn)線與現(xiàn)有生產(chǎn)線基本兼容，特別是日韓擬采用18650型電池組合成動(dòng)力電池模塊的技術(shù)思路，使錳酸鋰動(dòng)力電池生產(chǎn)更容易實(shí)現(xiàn)。

      2，錳酸鋰的體積比能量?jī)?yōu)于磷酸鐵鋰

      錳酸鋰的容量比磷酸鐵鋰低約25%，但其電壓比磷酸鐵鋰高15%，且錳酸鋰的壓實(shí)密度高約40%，因此錳酸鋰的體積比能量高于磷酸鐵鋰25-30%。

      3，錳酸鋰的一致性優(yōu)于磷酸鐵鋰

      由于錳酸鋰產(chǎn)品不含碳，產(chǎn)品參數(shù)波動(dòng)很小，產(chǎn)品一致性非常好，這對(duì)動(dòng)力電池生產(chǎn)非常有利

      錳酸鋰唯一的缺點(diǎn)是高溫循環(huán)性能較差，但目前日本已成功解決了此難題，據(jù)說(shuō)高溫55°C循環(huán)1000次，容量保持率高達(dá)90%。

      因此磷酸鐵鋰產(chǎn)業(yè)面臨錳酸鋰材料嚴(yán)重挑戰(zhàn)。由于磷酸鐵鋰的電壓平臺(tái)較低，只有3.35V只有。因此開(kāi)發(fā)高電壓磷酸鹽材料，提高能量密度很有必要。目前開(kāi)發(fā)的材料主要有磷酸錳鐵鋰和磷酸錳鋰，磷酸鈷鋰，磷酸鎳鋰雖然電壓平臺(tái)很高，但導(dǎo)電性特差，沒(méi)有商業(yè)化應(yīng)用前景。

      另外胡教授提到，最近BYD發(fā)布的新聞，采用磷酸錳鐵鋰能量密度相對(duì)于磷酸鐵鋰可提高60%，與三元系相當(dāng)，本人認(rèn)為不太可能，如果采用8:2的磷酸鐵錳鋰（目前性能比較好），平均電壓3.95V，相對(duì)于磷酸鐵鋰3.35V，提高了約18%。而磷酸錳鐵鋰的容量與磷酸鐵鋰相當(dāng)。因此磷酸錳鐵鋰的能量密度相對(duì)于磷酸鐵鋰最多能提高20%。這里沒(méi)有考慮磷酸錳鐵鋰的壓實(shí)密度，目前沒(méi)有這方面的數(shù)據(jù)。

      日本住友大阪水泥開(kāi)發(fā)出用作鋰電池正極材料的磷酸錳鋰，容量超過(guò)162mAh/g但該材料的導(dǎo)電率比磷酸鐵鋰還低2至3個(gè)數(shù)量級(jí)，商業(yè)化還需一定的時(shí)間。國(guó)內(nèi)很多科研院所也開(kāi)始實(shí)驗(yàn)室研究。

      最后，胡教授總結(jié)道：2000年以前鈷酸鋰獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷，幾乎占市場(chǎng)的100%、2000以后，錳酸鋰、三元、磷酸鐵鋰開(kāi)始發(fā)展，目前鈷酸鋰約占市場(chǎng)的50%，三元系約占35%，其余是錳酸鋰，磷酸鐵鋰和二元系（NCA）。未來(lái)需要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)的材料主要有富鋰錳基固溶體材料，磷酸錳鋰，磷酸錳鐵鋰，磷酸鐵鋰石墨烯復(fù)合材料，以及多電子反應(yīng)的高容量正極材料。

      正極材料的市場(chǎng)分為小型數(shù)碼鋰電池和儲(chǔ)能與動(dòng)力電池，其中鈷酸鋰與三元壟斷了數(shù)碼市場(chǎng)，而錳酸鋰與磷酸鐵鋰主要應(yīng)用于大型儲(chǔ)能與動(dòng)力電池領(lǐng)域；

      由于鋰電池制造的安全技術(shù)得到提升以及鋰電池對(duì)能量密度的要求，三元材料目前開(kāi)始應(yīng)用于動(dòng)力電池領(lǐng)域。因此三元材料在未來(lái)兩大市場(chǎng)均有好的應(yīng)用，其市場(chǎng)前景看好；

      由于錳酸鋰的能量密度高于磷酸鐵鋰，且電池加工性能好，產(chǎn)品一致性好，只要解決了高溫循環(huán)差的缺點(diǎn)，高溫型錳酸鋰的應(yīng)用前景廣闊。