国产动力锂电池行业发展存在三大隐忧

2011-06-27 17:23:05来源: 国际商报 关键字:锂电池  磷酸  动力电池  Phostech

 

  近日,记者在北京采访了一个专业展会——《2011第十届中国国际电池产品及原辅材料、零配件、机械设备展示交易会》,首次有机会深入了解了当今中国电动汽车“大跃进”中争议很大的磷酸铁锂电池(锂电池或锂离子电池专业名称)从原料到成品再到应用的全过程,以及在其背后始终纠结不清、仍对中国企业威胁极大的专利纠纷问题。

有关专利问题的必要澄清

  近年来,媒体有关锂离子电池正极材料——磷酸铁锂的专利纠纷的报道非常混乱,在一些关键问题上说法不一张冠李戴,加上个别企业为一己私利偷换概念浑水摸鱼,已在相当程度上给公众造成了误导。本届展会,记者与多家企业访谈,并就相关技术问题请教了国内著名电化学专家、中国电池工业协会常务理事、哈尔滨工业大学胡信国教授。需要澄清的内容如下:

  第一,作为锂离子电池的正极材料负极材料为石墨),磷酸铁锂的核心技术主要有二:一是在其合成过程中锂离子被包裹上了一层碳(否则不具导电性),简称“包敷碳技术”;二是作为磷酸铁锂生产工艺的“碳热还原技术”。这两项技术的专利均为加拿大Phostech所有。美国多家锂离子电池制造商也提过相同专利主张,但均以Phostech胜诉告终。目前只有全球领先的锂离子电池制造商——美国A123与Phostech的官司尚未结案。

  第二,加拿大和美国对磷酸铁锂实施专利保护,但Phostech在欧洲申请专利保护被拒。这也就意味着,加美之外的磷酸铁锂生产商如果没有获得Phostech的专利授权,其产品进入加美市场就会面临索赔风险。丰田普锐斯混合动力累计销量已突破200万辆,其重点市场在加美,使用的是镍氢电池而非锂离子电池,就是丰田当初很担心,一旦发生专利纠纷,有可能引发巨额侵权索赔,那麻烦就大了。

  第三,Phostech已在中国进行了申请注册并获得批准,为中国企业设置了绕不过去的专利屏障。2010年,中国电池工业协会委托中国政法大学向国家专利复审委员会对Phostech持有的“磷酸铁锂电池”专利提出了无效请求,目前仍在审理中。但在结果出来之前,中国企业不可能等待,它们在将来要么被免除专利费,要么被追索专利赔偿。

  第四,个别本土企业为了规避Phostech的专利,声称改变了磷酸铁锂的配方和生产工艺乃自欺欺人。Phostech的磷酸铁锂专利由其独家晶体结构和分子式组成,为达到严密的专利防范,其在中国注册了包括核心专利和边缘专利在内的250多项专利,中国企业根本无法突破。改变配方和生产工艺是可能的,但产品肯定就不是磷酸铁锂了。

  一直备受质疑的比亚迪的“铁电池”被业界权威认为就是磷酸铁锂电池,改变名称只是为了规避专利。本届展会,比亚迪的技术人员向记者澄清说,比亚迪的“铁电池”是在磷酸铁锂中添加了钴元素,全称应该是“磷酸铁钴锂电池”,它不仅规避了磷酸铁锂电池的专利,也提高了锂离子电池的性能。记者向权威人士求证,在磷酸铁锂中添加其他元素确实可以规避专利,但材料性能只会下降不会提升。

动力锂离子电池:比拼原料和装备水平

  目前在中国,锂离子电池是本土企业涉足电动汽车的首选动力电池。与同样广泛应用的铅酸电池和镍氢电池相比,锂离子电池的储能效果更好、能量密度更大、循环寿命更长、充电无记忆效应更出色,基本能够满足对体积、寿命、功率等要求较高的电动汽车的需求。

  记者从本届展会了解到,动力锂离子电池的性能取决于两大因素:一是磷酸铁锂的质量;二是锂离子电池的生产设备。

  据胡信国教授介绍,磷酸铁锂的质量依赖于生产厂家是否将原有技术吃透,烧制与合成条件是否稳定,稍有差别就会影响单体电池的一致性。目前国内做磷酸铁锂的企业很多,但其质量如何呢?国产磷酸铁锂每吨售价16-17万元,进口磷酸铁锂每吨32万元,相差一倍的价格大概能说明问题。

  锂离子电池的生产过程极其复杂,所需设备和测试仪器达100多个种类。从本届展会来看,除个别测试仪器,目前国内企业基本能满足所有装备需求,但关键设备还是进口的可靠。比如在电芯生产环节,正负极材料涂层必须均匀,是保证单体电池一致性的关键工序,国产设备就达不到要求;进口隔膜的涂层是纳米级的,厚度仅为30-40微米,国产设备根本做不了;而在单体电池的电解液注入环节,车间环境不仅要求恒定的湿度和温度,更要求超净,电解液中混入一粒灰尘,就有可能导致电池短路

  目前在全球范围,初期商业化的电动汽车和插电式混合动力售价高昂,主要原因就是锂离子电池的制造成本下不来,其中最大一块就是设备投资。据了解,比亚迪正在深圳兴建一个新的动力锂离子电池生产基地,设备全部从日本引进,投资总额50多个亿,目的就是要保持其在国内电动汽车市场的领先地位。可问题在于,未来10年,电动汽车的商业化都不会有大的突破,如此之大的投入何时能回收成本?

  本届展会,从本土企业展出的磷酸铁锂正极材料、锂离子电池制造设备及成品来看,一个新的产业正在兴起,但诸侯割据、低水平重复建设的迹象也非常明显,折射出中国电动汽车热潮中企业的躁动不安

关键字:锂电池  磷酸  动力电池  Phostech

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2011/0627/article_3941.html
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