磷酸铁锂产业调研报告.doc

1 概述锂离子电池作为新型绿色电源，具有高电压、高能量密度 (包括体积能量、质量比能量 )、低的自放电率、宽的使用温度范围、长的循环寿命、环保、无记忆效应以及可以大电流充放电等优点，一直是各界关注的重点，随着技术的进步，锂离子电池逐渐在动力、储能等大容量电池领域得到广泛的应用。2010年，全球锂电池主要满足手机、笔记本电脑、PDA等电子产品需求，市场规模约为50亿美元，有关专家预测，未来510年左右，电动汽车产业将推动锂电池市场规模达到约550亿美元规模。目前，市场上使用的锂离子电池主要以LiCoO2、LiNiO2 以及 LiMn2O4为正极材料，但由于钴有毒且资源有限、镍酸锂制备工艺复杂困难、锰酸锂的循环性能和高温性能差等因素，制约了它们的应用和发展。而以磷酸铁锂 (LiFePO4 )为正极材料的锂离子电池因具有优异地热稳定性和稳定地充放电性能，正成为大容量锂动力电池的首选，相比其他正极材料，磷酸铁锂具有高容量、低价格、原料来源丰富、环境友好、安全性能好等难以比拟的优点，完全可以应用到诸如电动汽车、低谷电力储藏、风力与太阳能发电电能储藏、应急电力储备和车用辅助电源等设备中，表1为锂电池各种正极材料性能比较情况。表格 1各种正极材料性能比较 材料钴酸锂镍钴锰锰酸锂磷酸铁锂振实密度/（g/cm3）2.83.02.02.32.22.41.01.4比表面积/(m2/g)0.40.60.20.40.40.81220克容量/(mAh/g)135140155165100115130140电压平台/V3.63.53.73.2循环性能300次800次500次2000次过渡金属贫乏贫乏丰富非常丰富原料成本很高高低廉低廉环保含钴含镍、钴无毒无毒安全性能差较好良好优秀适用领域小电池小电池、小型动力动力电池动力电池、超大容量电源2 LiFePO4制造方法 LiFePO4正极材料的性能在一定程度上取决于材料的形态、颗粒的尺寸以及原子排列，因此制备方法尤为重要，目前制备方法主要有固相法和液相法，其中固相法包括高温固相反应法、碳热还原法、微波合成法和脉冲激光沉积法；液相法包括溶胶2凝胶法、水热合成法、沉淀法以及溶剂热合成法等，目前已经实现规模工业生产的是高温固相反应法。2.1 固相法 固相法是目前制备LiFePO4最常用、最成熟的方法，也是最容易实现产业化生产的方法，据统计，国内外90%以上的企业都是采用该方法生产。该方法通常以Li2CO3，FeC204H20和(NH4)2HPO4(或NH4H2PO4)为原料，精确计量、均匀混合，然后惰性气氛下煅烧一段时间，冷却后得到目标产物。由于Fe2+容易氧化成Fe3+，因此在整个烧结过程中必须持续地通入惰性气体(氮气或氩气)加以保护，有时还会在其中混入少量氢气，造成还原气氛，氮气或氩气的选择对材料的性能没有明显的影响。该工艺在正式烧结之前，必须对原料进行预处理，目的是排出原料分解产生的气体，根据差热和热失重曲线很容易得到预处理原料的合适温度。烧结温度是影响固相法产物性能的一个重要因素，一般控制在500800为宜，温度过低(800)，材料中有二次颗粒生成，出现大量团聚现象。原料的选择同样重要，除了用上述盐作为原料外，也有使用LiOHH20，Li3PO4作为锂源，醋酸亚铁等有机铁盐作为铁源的。这些盐在高温下分解产生气体，反应完全后除了目标产物外不产生杂质。不同的原料最佳烧结温度不同，性能也有很大差异。 2.2 液相合成法 与传统固相法相比，液相法可以制备出颗粒细、纯度高的粉体，反应温度也低得多，但工艺流程长，难以工业化规模化生产。水热法、共沉淀法和溶胶凝胶法是液相法中几种常用的方法。（1）水热法是以可溶性亚铁盐、锂盐和磷酸为原料，在高温高压水热体系中直接合成LiFePO4，为避免混合过程中Fe2+氧化成Fe3+，先将亚铁盐和磷酸溶液混合，然后再加入LiOH溶液搅拌因Fe(OH)2极易氧化成Fe3+，在短时(5 h)、低温(120)的条件下合成了LiFePO4。（2）共沉淀法是以可溶性盐为原料，在溶液中混合均匀，加入沉淀剂使之沉淀，沉淀物经过煅烧后得到目标产物。国外学者 Prosini等人通过该法制成的LiFePO4产物为纳米级，具有高比容量及良好的循环性能，在0.1 C倍率下放电，比容量高达164 mA.h/g平均每次循环容量衰减仅0.25% 左右。Arnold等采用的方法不经过还原步骤，也制成了纯相的LiFePO4，即使以0.5C的倍率放电，比容量仍高于145mA.h/h。（3）溶胶一凝胶法同样是以可溶性盐为原料，将其分散在溶剂中，通过水解和缩聚反应形成透明溶胶，调节pH并加热形成凝胶，经过干燥和热处理制备出粉体。麻省理工学者Croce等利用抗坏血酸特殊的还原作用，在LiOH和Fe(NO3)3的溶液中加入抗坏血酸，将Fe3+还原成Fe2+，然后加入H3PO4，用氨水调节pH，加热到一定温度获得凝胶前驱体，在惰性气氛下烧结制成LiFePO4材料，以0.2 C倍率放电，容量超过140mA.h/g。Hu等以Fe(NO3)39H2O，Li(CH3COO)2H2O，H3 PO4为原料，HOCH2COOH为还原剂，采用相似工艺制得平均粒径为0.2的LiFePO4。因为前驱体溶液混合是在分子间进行，所以该方法制备的产物粒径小，均匀性高。上述方法制备的磷酸铁锂性能优异，克服了该材料存在的不稳定、一致性差等问题，目前，上述两种方法正在进行中等规模工业试验，一旦成功，必将对锂动力电池带来一场革命。2.3 其他合成方法 炭热还原法广泛应用于冶金工业，学者Barker等人首次将其用于LiFePO4的合成。该方法的优势在于合成过程中能产生强烈的还原气氛，可以用三价铁的化合物作为铁源，进一步降低了成本。微波法是利用微波辐射加热原理，能够快速、高效地合成许多重要材料。Park等人以活性炭为热源，将反应物前驱体置于其中，在650W的微波炉中加热几分钟，就得到了产物，虽然含有少量的杂质，但具有较好的电化学性能。以炭为热源，不需要保护气体，整个过程简单方便，所需时间短，特别适合于实验室的研究。另外，放电等离子烧结技术、喷雾热分解技术和脉冲激光沉积技术也用于LiFePO4的合成。Sauvage等 钊用脉冲激光沉积法制备出纳米厚度薄膜电极，Bewlay等 用喷雾热分解法制备出粒径在1m左右的LiFePO4包覆炭材料，Takeuchi等用放电等离子烧结技术制备的材料极大地提高了LiFePO4的电导率。 3 LiFePO4的市场分析3.1 LiFePO4产能和产量情况 磷酸铁锂材料产业发展时间不长，总体来说还处于初始阶段。有业内人士总结，2006年是磷酸铁锂产业化的元年，2007和2008年是产业的蛰伏期，2009年市场开始发力，2010年以后毫无疑问将步入“高速成长期”。锂电中国基本认同这个观点，只是由于2008年下半年开始蔓延全球的经济危机，延缓了这个进程。从磷酸铁锂电池在各细分市场的应用表现看，无论是在中低端市场，还是在高端市场，都已经步入实质性应用阶段。国际上主要的磷酸铁锂电池材料生产厂商有加拿大Phostech、美国Valence、美国A123、台湾地区的台塑长园能源科技、立凯（Aleees）等，其中，前3家企业掌握着较为成熟的量产技术，2008年全球磷酸铁锂出货量为1500吨左右，其中美国A123公司供应750吨，几乎占了一半的份额，而国内厂商供应量只有几百吨，2009年全球磷酸铁锂出货量约为1600吨，2010年全球磷酸铁锂出货量为1370吨左右。目前国内磷酸铁锂正极材料厂商超过60家，实现批量生产的企业接近20家，产能约8000吨/年，但受生产技术和市场容量的影响，实际产量低于产能，另外，受国外专利权的限制，各生产企业只能做国内市场，几乎不做出口，国内主要磷酸铁锂生产企业及设计产能见表2。 表2国内主要磷酸铁锂生产企业及设计产能 吨/年序号生产厂家年产量（吨）备注01北大先行科技产业有限公司根据客户需要生产年产能2000吨02南京久兆新能源股份有限公司根据客户需要生产年产能2000吨03天津斯特兰能源科技有限公司800年产能2000吨04河南捷和新能源材料有限公司100005烟台卓能电池材料有限公司80006湖南彬彬新材料有限公司未批量生产07金锂科技（KTC）有限公司50008大连新阳高科技发展有限公司700产能700吨09安徽威力能源新材料有限公司根据客户需要生产产能200吨10重庆特瑞电池材料有限公司72011新乡市中天光源材料有限公司50012山西力之源电池材料有限公司60013黄铭锂动力科技有限公司720（按每天2吨测算）产能3000吨3.2 LiFePO4中国企业情况（1）北大先行科技产业有限公司 该公司成立于1999年12月，位于北京市中关村科技园昌平园。公司由东圣投资有限公司和北京大学合作创建，是北京市的高新技术企业。该公司2010年实现钴酸锂和三元素年产能4000吨，磷酸铁锂年产能2000吨，实际产量根据客户需求生产。该公司对高端磷酸铁锂报价14万元/吨左右，中端磷酸铁锂报价10万元/吨左右，低端磷酸铁锂报价7万元/吨左右。（2）南京久兆新能源股份有限公司 该公司在充分发挥南京工业大学雄厚科研实力基础上，立足国际最新低碳技术，自主研发生产高效能汽车动力电池组及其核心材料，目前拥有磷酸铁锂制造技术自主知识产权（专利正在申报中）。据该公司沈经理介绍，该公司是国内磷酸铁锂最大的制造商，共有8条生产线，产能2000吨/年，实际产量根据客户需求生产，产量未能达到满负荷，客户有天津力神、江苏双登等。（3）天津斯特兰能源科技有限公司 该公司是一家专注于高端新能源材料的研发及应用的高新技术企业，是目前国际上少数几家专业生产磷酸盐系列锂电正极材料的公司之一。该公司主要以生产高安全性锂离子电池正极材料磷酸铁锂（LiFePO4）为主，年产能2000吨左右,年产量800吨左右，少量出口。据该公司李积刚经理8008）介绍，因客户需要较强的技术支持，目前该公司主要面向终端客户直销，且帐期较长，如1000吨产品应收帐款资金占用可能会达到1-2个亿，现高端磷酸铁锂报价1516万元/吨左右，中端磷酸铁锂报价1213万元/吨左右，低端报价11万元/吨左右。虽然目前国内很多厂家都说在做磷酸铁锂，但能批量生产、产量较大的只有十多家，市场需求虽每年都在增长，但目前仍较小，在4000-5000吨左右。该产品进、出口量都不大。(4)河南捷和新能源材料有限公司： 据该公司张经理介绍，该公司产量约80吨/月，年产量约1000吨，市场报价13万元/吨左右，磷酸铁锂的销售需要一个较长的过程，首先客户需要小试，中试，然后才能批量购货，产品全部做国内市场，没有做国外市场，出口到国际市场可能会受到专利权的限制。磷酸铁锂的发展前景很大一部分需要依靠国家产业政策，虽然市场前景比较看好，但有一些企业也正在研究另外的磷酸铁锂之外的动力锂电池，其个人觉得发展磷酸铁锂有一定的风险。 （5）烟台卓能电池材料有限公司该公司是专业从事锂离子电池正极材料磷酸铁锂的开发和生产的高新技术企业。生产工艺先进，设备精良（如红外碳硫分析仪、激光粒度分析仪、比表面积分析仪、原子吸收光谱仪等大型检测仪器），2009年5月通过ISO9001：2008质量管理体系认证和欧盟RoHs指令认证。据该公司张经理介绍，其磷酸铁锂年产量800吨左右，做磷酸铁锂的企业较多，没有几个企业是赚钱的，但后期国家新能源政策可能会刺激需求增加，目前上磷酸铁锂项目可能也是一个机会。现该公司磷酸铁锂报价13万元/吨，低档的可在9万元/吨以下。（6）湖南彬彬新材料有限公司 该公司由宁波杉杉股份有限公司（占75%的股份）和中南大学（占25%的股份）联合创办。据了解，该公司磷酸铁锂尚没有批量生产，尚处于送样品阶段。（7） 金锂科技（KTC）有限公司： 该公司是一家专业从事自主创新的新型储能材料研发与生产的高新技术企业，生产自主创新的新型锂离子电池正极材料-磷酸铁锂，产品广泛应用于电动汽车、轻型电动车、启动电源、储能电源、备用电源、电动工具、医疗器械以及军工等领域。目前已实现量产并拥有年产500吨的生产线，现产品报价13万元/吨。据该公司介绍，目前国内产能大概3万吨左右，产量在7千吨左右，生产企业有100多家，但质量好的不多，只有20家左右。（8） 大连新阳高科技发展有限公司 是太阳集团的全资子公司，磷酸铁锂产能700吨/年，满负荷生产，报价12-13万元/吨。据其介绍，当前国内产能大概2-3万吨，产量在千吨左右。（9） 重庆特瑞电池材料有限公司 该公司为南方同正集团旗下的子公司，南方同正集团同时控股两家上市公司（海南海药、重庆万里），重庆特瑞电池材料有限公司为重庆市高新技术企业，ISO9001,RoHS认证单位，2009年9月成功的推出了具有自主知识产权(专利号:20091101912653)的倍率和容量兼容型磷酸铁锂正极材料XC-111，新一代的磷酸铁锂XC-111完全采用自有的生产技术，产品的综合性能达到了较高水平。据该公司周经理介绍，目前该公司产量为60-80吨/月，即720-960吨/年。（10） 新乡市中天光源材料有限公司 位于河南省新乡市，是一家致力于锂离子二次电池正极材料的研发、生产和销售的高新技术企业。主导产品为高安全性正极材料磷酸铁锂和锰酸锂。据该公司杨经理介绍，该单位磷酸铁锂产量为40吨/月，年产量500吨左右。当前，磷酸铁锂没有国家标准，各生产企业都有自己的指标，指标都有些差异，产品好坏关键要看下游是否适用。目前产品报价1213万元/吨。（11） 黄铭锂动力科技有限公司该公司年产3000吨纳米级磷酸铁锂于2011年6月份在四川德阳广汉市投产，其独立研发的“液相法纳米磷酸铁锂生产工艺”成果通过鉴定。新工艺采用磷酸铁锂/纳米结构复合材料、多分组掺杂磷酸铁锂技术等，填补了我国不能大批量生产质量稳定、克容量大于150毫安/克、循环使用3000次以上的磷酸铁锂的空白，并首次提出了在常温、常压下“多溶剂液相法”制备纳米磷酸铁锂正极材料的可产业化工艺方法。这一突破，不仅使生产成本降低20%以上，并使锂动力电池的使用寿命延长到5年以上，能同时满足容量型和功率型的要求，使新能源汽车产业发展首先受益。据该公司廖总介绍，目前该公司磷酸铁锂产量2吨/天，产品报价1720万元/吨。3.3 LiFePO4国外企业情况 国际磷酸铁锂材料的供应集中在美国A123系统、Vaelnce、加拿大Phostech公司以及台湾地区台塑长园、立凯电能、尚志精官、宏濑科技等企业，2007年和2008年两年磷酸铁锂火爆带给了这些企业以极大的信心，纷纷投资扩大生产规模。但2008年经济危机以及技术进展不顺等原因，2009年市场形势急转直下（A123等优秀企业自用情况除外），各大磷酸铁锂生产企业经营惨淡、亏损严重，直到2010年下半年才开始恢复元气。目前，美国123和Valence公司都将其磷酸铁锂材料生产基地放在中国，借助中国非常完善的锂电池产业体系以及低廉的人工成本，生产磷酸锂材料，只是不向中国的锂电池企业供应材料产品，目前阶段基本上以自用为主。这两家公司主营业务都是锂电池而非磷酸铁锂材料。加拿大Phostech公司，生产基地设在加拿大，2008年设计产能为1100吨/a左右，公司于2009年投入资金，将产扩充到2500吨/a，同时，该公司还积极利用专利壁垒，通过生产和使用的专利技术授权，谋取利益。3.4 LiFePO4消费情况 对于我国磷酸铁锂的消费情况，目前国内相关单位说法均不相同，中国电池论坛网有人统计2010年消费数据为3500吨，而龙头企业斯特兰认为在40005000吨之间。对此，我们可以通过和锂电池相关产业的统计数据进行推测，具体如下：（1）电动行走工具包括电动汽车、高尔夫球车、电动轮椅等，其中混合动力汽车（HEV）是未来数年内新能源汽车的主要发展方向。2010 年，中国制造业实际生产上述类型的工具数量约为10万辆，大部分以镍氢电池作为储能装置，约15%采用锂电池，按每辆车消耗20kg磷酸铁锂计算，共耗磷酸铁锂为300吨。（2）电动自行车行业 2010年，中国生产电动自行车为2700万两，在目前电动自行车使用的电池中，84%为铅酸电池，只有14%采用锂电池。而实际上磷酸铁锂电池比例更低，有人推测只占5%左右，如每辆车按磷酸铁锂2kg计算，共耗磷酸铁锂2700吨。（3） 小型电池 2010年，中国共生产手机、玩具、小型电动工具等行业使用的电池33亿块，近年来详细产量下图1，其中锂电池比例约为20%，按磷酸铁锂电池占其他类型锂电池比例的30%，每块电池耗磷酸铁锂10g计算，那么小型电池行业消费耗磷酸铁锂为1980吨。 图1我国小型锂电池近年来的产量（单位：亿）（4）其他行业 风电、太阳能发电储能装置：目前制约风力发电和太阳能发电行业发展一个重要因素是发电的波幅较大，电网难以承受波幅的冲击，电厂控制波幅异常困难。采用磷酸铁锂电池作为再生能源发电厂的储能装置，不但损耗小，而且无污染，具巨大的市场前景，目前比亚迪公司已开发出该类产品。 综上所述可以判断中国目前的磷酸铁锂消费量约为4000吨/a左右，但随着技术的进步及磷酸铁锂生产工艺的成熟，电动车行业必将在氢燃料电池成功前大量使用磷酸铁锂。天原市场部近期走访的多家汽车制造企业了解的情况也表明：各大厂商纷纷在新推出的车型上使用锂电池作为车载储能装置，锂电池取代当前镍氢电池的速度很可能会快于市场的预期，将来磷酸铁锂的最大应用领域必将在电动车行业。3.5 LiFePO4价格走向 2010年中国磷酸铁锂电池行业发展迅速，国内生产技术不断提升。国内企业为了获得更大的投资收益，在生产规模和产品质量上不断提升，但是由于竞争环境恶化、上游原料价格暴涨涨，下游需求增长缓慢等众多不利因素使得磷酸铁锂材料在价格上的表现反而不如危机前。目前国际市场最好品级的磷酸铁锂价格是35万元/吨，但其产量不是很大，批量也不不稳定；而国内磷酸铁锂的价格普遍在1516万元/吨，也有厂商销售价格为20万元/吨。相比锰酸锂8-10万元/吨的售价，磷酸铁锂的价格还是偏高，下表3为今年来磷酸铁锂的价格统计。表3 磷酸铁锂正极材料价格走势 单位：万元/吨时间价格时间价格时间价格时间价格2006.321.62006.1115.82007.1015.4、17.2、18.3(三档)2008.915.4、17.2、18.3(三档)2006.418.62006.1215.8、18.9、36.5(三档)2007.1215.4、17.2、18.3(三档)2008.1115.4、17.2、18.3(三档)2006.515.22007.215.4、18.2、36.3(三档)2008.115.4、17.2、18.3(三档)2009.212.0、15.4、18.0(三档)2006.715.62007.313.4、15.2、28.3(三档)2008.315.4、17、2、18.3(三档)2009.312.0、15.4、18.0(三档)2006.815.82007.413.4、15.2、25.3(三档)2008.415.4、17.2、18.3(三档)2010.614、18、20(三档)2006.915.82007.611.4、13.2、16、3(三档)2008.515.4、17.2、18.3(三档)2011.110、14、18(三档)2006.1015.82007.913.4、15.2、18.3(三档)2008.615.4、17.2、18.3(三档)2011.610、14、18(三档)3.5 LiFePO4行业的盈利情况 2010年，全球可查的 LiFePO4产能为10000吨，实际产量约为6500吨左右，这和潜在的市场需求相差非常大(按目前电动车市场发展，高性能磷酸铁锂材料的潜在缺口达40000吨），供求失衡导致磷酸铁锂材料的利润率高达60%以上。而目前国内LiFePO4的价格普遍在1516万元/吨，也有厂商销售价格为20万元/吨，一般来说，LiFePO4制造成本在68万元/吨，那么可计算该行业的毛利达60120%。但随着技术的进步和生产工艺的成熟，未来几年内，磷酸铁锂的价格有可能降低到10元以下，利润为12万元的正常水平，下图为美国经济贸易委员会对中国LiFePO4行业产值和利润情况做出的统计。 图2 近年我国磷酸铁锂产业的规模和利润3.6 LiFePO4主要原材料市场状况 依据工艺路线的不同，生产磷酸铁锂正极材料的主要原材料有草酸亚铁、氧化铁红、磷酸铁、磷酸二氢锂和磷酸二氢铵等。以美国A123和天津斯特兰、北大先行等为代表的企业，采用的是传统的高温固相法，以碳酸锂、磷酸二氢铵、草酸亚铁等材料合成磷酸铁锂；以美国Valence 和贝特瑞等为代表的企业，用的是碳热还原法，以氧化铁红和磷酸二氢锂等材料合成磷酸铁锂。由于技术问题，国产的磷酸二氢锂中，磷酸根和锂的精确配比很难做到，造成材料质量不稳定，从而最终影响了磷酸铁锂产品质量的稳定性。而高品质的磷酸二氢锂需要进口，价格较高。为规避磷酸二氢锂的使用，一些企业采用氧化铁红、磷酸二氢铵和碳酸锂等材料合成磷酸铁锂的方法，这三种材料的制备技术都很成熟，原料供应有保障。加拿大Phostech 公司和浙江振华等企业则采用磷酸铁和碳酸锂合成磷酸铁锂的工艺，此工艺使得原料种类更少，后续过程控制更简化，但对磷酸铁的品质要求较高。 草酸亚铁（FeC2O4.2H2O）的制备工艺比较成熟，产品价格相对也较为适宜，目前国内价格约在1.2万/t左右，主要生产企业有合肥亚龙化工、深圳硕田科技、咸阳博远金属新材料、陕西紫龙化学、湖南佳飞科技等企业。合肥亚龙化工具备电池材料级草酸亚铁2000吨/a的年产能，计划将年产能扩张到6000吨/a，产品已申报国家发明专利。咸阳博远金属新材料和深圳硕田科技分别拥有3000吨/a和2000吨/a电池材料级草酸亚铁的年产能，都称自己拥有相关专利技术。 氧化铁红（Fe2O3）是一种普通的工业原料，产量大，用途也很广，普遍使用于建筑、橡胶、塑料、涂料等工业。高纯度的氧化铁红是粉末冶金的主要基料，用来冶炼各种磁性合金和其他高级合金钢。根据用途的不同，氧化铁红价格从1000元/吨到10000元/吨不等。一般而言，能够用于磷酸铁锂制备的，价格多在5000元/吨以上。不过，能够直接用于磷酸铁锂材料制备的氧化铁红原料很少，电池材料厂商一般都需要对其进行适当的物理和化学改性，才能应用。品质较好的、适用于磷酸铁锂制备的磷酸铁（FePO4 。xH2O）生产厂家也不多，主要有中美合资的广西比莫比、深圳硕田科技等企业。深圳硕田科技目前拥有2500吨/a高纯度磷酸铁的年产能。广西比莫比目前磷酸铁锂设计产能是6000吨/a，主要用于电池和陶瓷领域，其中电池级磷酸铁的年产能是2000吨/a，该公司计划一年半之内将产能扩大到10000吨/a的规模，扩大的产能主要用于电池级磷酸铁的生产。目前电池级磷酸铁的市场价格约为50000元/t。4 LiFePO4产业的前景展望 磷酸铁锂作为电池正极材料与钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂以及三元正极材料相比较具有以下优点：循环寿命长、安全性能好、价格相对较低。故磷酸铁锂正极材料产业化的实施可极大地促进我国锂离子电池产业的发展，并有着广阔的市场前景。 未来随着磷酸铁锂生产技术的不断完善，除电动汽车、自行车、代步车和电动工具市场外，磷酸铁锂电池在风电、太阳能发电储能装置，矿灯电源和植入性医疗器械领域也有着广泛的应用前景。有专家通过静态测算得出结论：磷酸铁锂电池在未来57年内，若根据10%20%的产品渗透率计算，国内仅仅在电动汽车、电动工具、电动自行车和电动代步车这4个领域就拥有大约150亿元的市场规模，其中磷酸铁锂材料本身占到电池成本的30%左右，对应约45亿元的市场规模，年需求量可望达到3万吨。4.1国家政策支持 2008年，国家发改委发布产业结构调整指导目录，其中把锂离子电池等高技术绿色电池的制造作为高新技术产业放在了优先发展的位置。国家863计划投资20亿资助“电动车”重大专项，而同时国家973计划又投资3000万资助LiFeP04 材料。2009年，我国四部委联合出台新能源汽车补贴政策。根据补贴政策，根据动力电池组能量确定。对满足支持条件的新能源汽车，按3000元/千瓦时给予补助。插电式混合动力乘用车最高补助5万元/辆；纯电动乘用车最高补助6万元/辆。2010年10月，国务院发布了关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定，新能源汽车被列为七大战略性新兴产业之一，新能源汽车产业上升为国家战略重要组成部分的定位日渐明确。根据汽车工业发展规划的要求，到2030年，我国电动汽车保有量占汽车保有量50%以上，年生产销售电动汽车1000万1950万辆。北京方案，2012年底计划推广私人新能源汽车30000辆。购车补贴将在中央财政补贴的基础上，再由北京市政府进行1：1配套补贴，插电式混合动力汽车每辆最高补助5万元，纯电动汽车每辆最高补助6万元，在北京购买新能源汽车最高将获得12万元的补贴。北京市政府还将以免费提供建设用地、补贴30%建设投资资金等方式鼓励充电站、充电桩等基础设施的建设。未来基础设施规划中，北京将采取“轿车以充电为主，公交车换电为主”的充换电方式。据悉，北京市充电基础设施建设刚刚起步，2010年已开建6个充电站。北京理工大学车辆工程专业教授孙逢春透露，到2012年底，北京市将建成3600个充电桩，100多座充电站，届时全市纯电动轿车保有量预计将达到3万辆，该方案已获得四部委通过。杭州新能源单车补贴创新高 最高可获12.3万元补助：中财网2010年8月20日讯，在获得财政部等国家四部委组织论证通过后，杭州市8月19日对外公布杭州私人购买新能源汽车补贴试点实施方案，地方财政出资8.6亿多元资金，单车最高累计补贴额高达6.3万元，加上中央财政最高补贴6万元的优惠，杭州市消费者（单位团购或旧车置换）将最高可享受单车12.3万元的补贴，创下新能源单车补贴新高。杭州计划2012年底，实现私人购买新能源汽车20000辆的试点目标。我国地方财政安排一定资金，重点对充电站等配套基础设施建设、新能源汽车购置和电池回购等给予支持。中石化、中海油、南方电网和国家电网四大国内能源巨头纷纷加快电动汽车配套设施建设的步伐。十二五节能与新能源汽车规模的具体目标，未来五年新能源汽车推广实行三步走战略，到2010年底新能源汽车实现1万辆规模，到2015底规模达到100万辆，到2020年规模将达到1000万辆。 在国内新能源相关标准制定方面，全国汽车标准化委员会已制定电动汽车整车及关键零部件国标32项，行标4项，其中涉及充电设 施国标4项。未来五年将制定100项以上行业标准。配套设施建设方面，未来五年将发展2000个充电站、400000个充电桩；新能源汽车推广上，新能源汽车示范城市从13个扩展到25个，并选择其中5个城市针对私人购车进行补贴。4.2 新能源汽车产业的支撑 工业的发展和人类文明的进步很大程度建立在石油能源的基础上，并且依赖程度日趋严重，石油能源是不可再生能源，随着石油能源的匮乏，人类提出了节约、合理使用石油能源。锂离子动力电池可以在大量领域内使用电能取代石油能源，节约了大量宝贵的石油资源，同时电能是一种清洁能源，可以缓解使用石油能源带来的严重的环境污染。因此，大量发展锂离子动力电池具有重要的社会经济意义，而至少在20年内，LiFeP04 材料是锂动力电池基础和核心。中投顾问产业研究中心2008-2010年中国新能源汽车产业分析及投资咨询报告指出，预计到2013年，我国新能源车的年产量将达到100万辆，按每辆新能源汽车电池正极磷酸铁锂材料52公斤计算，100万辆混合动力汽车将带动5.2-6.0万吨正极材料的需求。2009年11月9日专电日本专业市场调查机构富士经济研究所日前发布的报告显示，由于环保汽车在全球范围内受到追捧，混合动力车及电动汽车走俏，今后几年，车用锂电池市场将迅速扩大，2014年的规模将比2008年扩大200倍以上。这必将推动原材料之一的磷酸铁锂的需求增加。而每一部电动汽车有大约200-300公斤重的锂电池，这些锂电池需要50公斤的磷酸铁锂，年产100万辆电动汽车每年就需要近5万吨磷酸铁锂。但是，目前全球可查的产能是1500吨，潜在的供需缺口非常大，导致磷酸铁锂的利润率高达70%。相比之下，普通新能源汽车只有20%左右的利润率，动力电池利润率达到30%到40%，电池材料利润率是最高的。5 可能存在的问题5.1专利侵权 目前，在磷酸铁锂电池和材料领域，有两大核心技术专利，其中一个是包敷碳技术，另一个是碳热还原技术，前者由加拿大Phostech公司拥有独家使用权，并且已经在我国申请专利，后者的专利权由美国A123公司所有，目前尚未在我国申请专利，但是美国A123公司现已在苏州成立了2家公司，分别负责磷酸铁锂材料的生产和电池制造，随着A123等公司抢占市场步伐的加快，专利问题已经很现实地摆在了国内厂家面前。事实上，专利权之争短期内对我国国内销售并无影响，但从长期来看，其将成为行业发展的巨大隐患。目前国内大部分生产厂商只掌握磷酸铁锂技术和加工工艺，没有国际专利，无论得州大学与A123专利官司的哪一方获胜，国内磷酸铁锂企业今后或许都将会面对高昂的专利许可费用。2010年6月12日，中国政法大学知识产权研究中心受中国电池工业协会委托，已向国家专利复审委员会对Phostech公司持有的“磷酸铁锂电池”专利提出了无效请求，现已受理。虽然磷酸铁锂专利事件还会继续相当长的一段时间才能见分晓，但最重要的是，行业应从中吸取教训，把研发作为核心，加大投入，同时加快国内专利申请，并将关键技术向国外申请专利。5.2一致性难题未破解 国产磷酸铁锂正极材料存在不同程度的质量问题，其主要表现在质量一致性难以保证等方面。此前，国内部分大型锂离子电池制造商从磷酸铁锂材料平均粒径、电极加工性、电极压实密度、实际比容量、循环寿命、倍率放电、温度特性、安全性等方面对国内几个磷酸铁锂材料供应商和Valence等国外供应商所提供的材料进行了非常系统的试验评价，试验数据客观地表明：国内磷酸铁锂产品与Valence等国外供应商产品相比仍有不少差距，且同一供应商提供的产品质量批次一致性差异较大、重复性很差。 究其原因，首当其冲的是技术未吃透，磷酸铁锂对合成工艺条件的敏感性远远大于目前产业化的其他正极材料，即合成的工艺条件要做到严格一致才能确保批次的稳定性。而国内企业在未吃透技术的条件下盲目生产，其产品自然存在“先天不足”现象；其次，科研成果转化存在衔接问题，从科研成果向中试过渡和从中试向批生产过渡过程期间，缺乏工艺技术系统工程设计的理念；此外，国内的材料厂商的生产过程管理精细度较低，缺乏包括工序、作业、采购、检验等环节在内的规范化、标准化技术和管理体系，也是造成产品一致性低的重要原因。 5.3恶性竞争从现有情况来看，我国车用动力电池基本都处于研发、试验阶段，尚未实现大批量生产，短期内动力电池企业不太可能实现盈利，故而上游材料企业多按需生产，其规模也远未达到规模化生产的程度。然而，行业概念的炒作已经引燃了投资的热情，我国车用锂电池现实的有效产能不足成为了最佳“突破口”，此外，在地方经济利益的驱使下，政府大开绿灯，民间投资也似乎都是各取所需，大有“圈地”之嫌，动辄数亿的投资项目遍地开花，行业已经显示出产能过剩的端倪。有资料显示，截至2010年，我国动力锂电池产能20亿Ah，主要分布在珠三角、长三角、东三省和京津唐等汽车产业聚集区，在2015年前，动力锂电池及其上游材料产业投资仍将大步向前。预计在一系列投资刺激下，2015年我国动力锂电池产能将达到39亿Ah，而我国当年EV/PHEV乘用车和电动商用车产量预计为12万辆左右，需消耗锂电池约9亿Ah，这仅占动力锂电池产能的23%。多方投资的磷酸铁锂必将导致行业的恶性竞争。6 结论和建议6.1 结论通过对磷酸铁锂正极材料的生产、市场、产业等情况的分析，我们可以得出如下结论：(1) 磷酸铁锂正极材料的前景较为广阔，投资较小，利润率高，但目前国内磷酸铁锂材料的生产技术总体上未完全成熟，生产企业多而小，能批量生产、质量较好的企业却为数不多。(2) 技术门槛较高，竞争较为激烈，投资该行业可能存在一定风险。(3) 受氢燃料电池、锰酸锂电池的研究影响，未来需求量的增长也存在着一定的不确定性。6.2 建