中國粉體網訊 2019年開始，隨著寧德時代CTP及比亞迪“刀片電池”等電池結構技術的創新，磷酸鐵鋰正極材料憑借高性價比在動力乘用車領域得到快速發展。展望未來，受益于儲能行業的高速成長以及鐵鋰電池在海外動力領域的滲透率提升，預計磷酸鐵鋰正極材料未來需求空間大、增速快，行業有望打開長期成長空間。中國粉體網記者特邀河北工業大學能源與環保材料研究所梁廣川教授進行線上問答，深度剖析磷酸鐵鋰材料性能及行業未來發展趨勢。
中國粉體網記者：從磷酸鐵鋰材料的粉體特征分析，哪些參數是我們可以借助其它手段來提升的？
梁教授：對于磷酸鐵鋰材料本身，主要從四個方面來表征磷酸鐵鋰的性能，分別是化學性能、物理性能、電化學性能和加工性能。從這四個方面分析，我們可以通過多手段來實現相關參數的控制。比如，通過粉碎技術來控制材料粉體的粒度、密度（包括壓實密度、振實密度）等。通過各種新體系的引入，包括摻雜和包覆，來提升電池的容量。另外，還可以通過粒度的控制來改善材料加工性能。這些都是我們提升磷酸鐵鋰材料整體性能可借助的手段。
中國粉體網記者：磷酸鐵鋰制備工藝中，磷酸鐵工藝有望成為磷酸鐵鋰制備的標準工藝。針對磷酸鐵工藝，我們還可以進行哪些優化呢？
梁教授：磷酸鐵工藝有很多優點，包括一次燒成，出氣量比較小，產率比較高。受益磷酸鐵鋰賽道的火熱，國內一些磷礦企業、鈦白粉企業都在跨界進入磷酸鐵鋰行業，磷酸鐵工藝成為主流工藝路線。但是，磷酸鐵工藝也還存在一些問題，其一就是缺乏對磷酸鐵材料的標準控制，比如各個廠家生產的磷酸鐵的粒度、微觀形貌、化學成分都有不同。因此，我們呼吁國內盡快完善關于磷酸鐵材料的工藝標準。有了良好的工藝標準后，更有利于對磷酸鐵鋰材料進行工藝優化。另外，基于目前磷酸鐵鋰市場供應量比較緊缺，一些電池企業在使用不同廠家材料的過程中發現，不同廠家的磷酸鐵鋰材料性能有很大不同。因此，原料的標準化問題，以及磷酸鐵鋰材料指標（包括物理指標、化學指標），特別是磷酸鐵材料的球形度和粒度的標準化，這是亟待解決的問題。
中國粉體網記者：在磷酸鐵鋰材料的改性研究中，單一改性方式并不能很好地實現LiFePO4整體性能的提升。許多研究是將幾種改性策略的優勢相結合，制備出電化學性能更為優異的正極材料。在材料改性這一塊，您能跟我們聊聊嗎？
梁教授：磷酸鐵鋰本身是復合材料，主要材料構成包括磷酸鐵、碳酸鋰和葡萄糖，也是一種多元材料。現在國內對磷酸鐵鋰改性主要是摻雜和包覆。所謂摻雜，是用多種其它元素離子對材料體系進行摻雜，目的是改善材料的電化學性能，包括容量、倍率等，以及改善它的加工性能。通過元素的摻雜，實現材料燒結過程中粒徑的變化，改善加工性能。包覆，不僅僅是碳包覆，還有無機非金屬材料顆粒包覆、有機導電高分子體系包覆等。目前這些技術在更新迭代中，并且這些包覆技術，從行業看大部分都是各個廠家的獨有技術。現在在學術機構還看不到這些包覆、摻雜的結果。這個迫切需要行業內能有一些共性的技術，并且相互加強技術交流，省去一些廠家單獨去重復摸索這些工作，造成社會資源的浪費。
中國粉體網記者：對于磷酸鐵鋰材料的高值化發展，未來主要有哪些方面？
梁教授：磷酸鐵鋰材料正朝向快速工業化的方向發展。在應用方面，磷酸鐵鋰有許多特殊的應用場合，比如高比容量的場合、超低溫或者超高溫的的場合。企業在做電池的時候，經常需要針對某個具體特征選擇磷酸鐵鋰材料。目前市場上還缺乏這種高定制化的磷酸鐵鋰材料。市面上材料同質化嚴重，尤其缺乏準確的實驗數據。預計未來磷酸鐵鋰高值化發展，將朝專業化、精細化的方向發展。比如開發一些高容量的材料、高壓實的材料分別去對應電動汽車需高比能動力電池，高固含量的材料、低表面積的材料適用于水系制漿等場合，高倍率材料、超低溫材料等都是材料的專業特征對應的材料。因此，建議磷酸鐵鋰材料企業加強研發，采用適合于自己的技術，去做一些獨特性材料的產業化發展，少做大眾化、雷同的產品。
中國粉體網記者：在磷酸鐵鋰市場持續火爆的背景下，已有10多家上市企業先后跨界布局，集中在磷化工企業及鈦白粉企業。在這兩類企業中，哪種跨界更容易實現產能？
梁教授：從材料的角度分析，都是比較容易實現產能的企業。因為這兩種企業都掌握著上游資源，即磷化工企業掌握著磷源、鈦白粉企業掌握著鐵源。但是，目前為止，它們都不太容易實現大規模的產能擴張。主要核心問題還是同質化現象突出。現在行業內大部分材料都是根據成熟配方做出的，但是能否滿足具體客戶的要求，比如比亞迪的需求、寧德時代的需求，差異性在哪，企業如何滿足特定客戶需求等。從客戶的角度做磷酸鐵鋰材料，對于注重研發的企業更容易實現自己的產能。據我所知，像我們公司，經常用一些特定場合的磷酸鐵鋰電池和材料，但是實際找起來很費勁。因此，希望材料企業做一些有特點的材料，這是一個比較好的路徑。
中國粉體網記者：與之前幾年相比，2022年磷酸鐵鋰產能擴張速度更快，預計到2022年底全國磷酸鐵鋰可利用產能將達到近300萬噸，這300萬噸產能也足以滿足2025年下游需求。您是怎么看待這個“產能過剩”問題？
梁教授：“產能過剩”，現在談論這個問題尚早。實際上，從整個國家需求分析，電池汽車產業、儲能電池產業、甚至電動自行車行業，都對磷酸鐵鋰材料有很大的需求空間。未來五年內，電動自行車行業的鉛酸電池要替換成磷酸鐵鋰電池，這么算下來，這些產能還遠遠不夠，完全不能滿足目前的需求。現在問題的關鍵是，鐵鋰電池核心原材料——鋰資源不在中國。這個問題的解決方案，依賴于我們如何去開發整個體系的原料資源，比如：加強國內的地質勘探，保證鋰資源的供應。如果現在磷酸鐵鋰材料達到300萬噸，按照接近1/4產能計算，每年對碳酸鋰的需求將近七八十萬噸。而現在國內外能提供的碳酸鋰產能也就10萬噸左右。這個巨大的缺口主要體現在原材料供應上，因此需要警惕原材料短缺問題。有些企業可能不考慮這些，先把產能建起來，后期很可能找不到原料。整體上來說，磷酸鐵鋰擴產需要一個降溫的過程，真正的產能會受到國家一些政策方針的影響，比如碳中和碳達峰，這種政策對磷酸鐵鋰產能的需求是非常大的。
中國粉體網記者：相比國內磷酸鐵鋰賽道火熱，國外磷酸鐵鋰市場發展空間是什么情形？
梁教授：國外基本上沒有產業基礎。目前對于磷酸鐵鋰行業，其主要的產能、消費都在中國。對于鋰電池，幾乎60-70%的產能都在中國，而對于磷酸鐵鋰材料，幾乎95%以上的產能都在中國。中國經過二十多年的發展，所有的磷酸鐵鋰產業鏈，包括原料、材料、設備、檢測、人才儲備和經驗，都有一個充分的空間儲備。國外現在剛剛起步，即使有磷酸鐵鋰市場，它們的設備、人才也基本上是從中國引進過去的。未來5-10年內，國外磷酸鐵鋰市場還形成不了很大的發展空間。因此，對于磷酸鐵鋰企業來說，還是需要立足國內，精耕細作，扎實進行這方面的工作。
中國粉體網記者：如果將磷酸鐵鋰用于未來的固態電池正極材料，對于磷酸鐵鋰材料，需要有哪些改進呢？
梁教授：固態電池目前是國內電池發展特別熱的一個賽道，很多企業都在做固態電池。但是，固態電池的目標瞄準的是高比容量電池。為了提升它的比容量，電池的主要體系是用金屬鋰來做負極，用高電壓、高克容量的材料做正極材料，這樣才能實現比容量的大幅度提升。根據《中國制造2025》明確的動力電池發展規劃，2030年，電池能量密度達到500Wh/kg。磷酸鐵鋰電池由于電壓低在固態電池中沒有優勢。如果將鐵鋰電池比作牛，其應用應在出力大、負重大的場合，而不是用在賽馬跑得快的場合。因此，磷酸鐵鋰電池將來主要應用在液態電池的儲能和汽車領域。簡而言之，在固態電池方向，磷酸鐵鋰材料沒有優勢。
中國粉體網記者：非常感謝梁教授接受我們的線上訪談，謝謝！
（中國粉體網編輯整理/青黎）
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