磷酸鐵鋰,是一種鋰離子電池電極材料,化學(xué)式為L(zhǎng)iFePO4(簡(jiǎn)稱LFP),主要用于各種鋰離子電池。磷酸鐵鋰制備方法較多,主要分為固相法和液相法。
一、磷酸鐵鋰行業(yè)概況
磷酸鐵鋰,是一種鋰離子電池電極材料,化學(xué)式為L(zhǎng)iFePO4(簡(jiǎn)稱LFP),主要用于各種鋰離子電池。自1996年日本的NTT首次揭露AyMPO4(A為堿金屬,M為CoFe兩者之組合:LiFeCoPO4)的橄欖石結(jié)構(gòu)的鋰電池正極材料之后, 1997年美國(guó)得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校John. B. Goodenough等研究群,也接著報(bào)導(dǎo)了LiFePO4的可逆性地遷入脫出鋰的特性。
美國(guó)與日本不約而同地發(fā)表橄欖石結(jié)構(gòu)(LiMPO4), 使得該材料受到了極大的重視,并引起廣泛的研究和迅速的發(fā)展。與傳統(tǒng)的鋰離子二次電池正極材料,尖晶石結(jié)構(gòu)的LiMn2O4和層狀結(jié)構(gòu)的LiCoO2相比,LiMPO4的原物料來源更廣泛、價(jià)格更低廉且無環(huán)境污染。
在100%DOD條件下,可以充放電2000次以上。(原因:磷酸鐵鋰晶格穩(wěn)定性好,鋰離子的嵌入和脫出對(duì)晶格的影響不大,故而具有良好的可逆性。存在的不足是電極離子傳導(dǎo)率差,不適宜大電流的充放電,在應(yīng)用方面受阻。解決方法:在電極表面包覆導(dǎo)電材料、摻雜進(jìn)行電極改性。)磷酸鐵鋰電池的使用壽命與其使用溫度息息相關(guān),使用溫度過低或者過高在其充放電過程及使用過程均產(chǎn)生極大不良隱患。尤其在中國(guó)北方電動(dòng)汽車上使用,在秋冬季磷酸鐵鋰電池?zé)o法正常供電或供電電源過低,需調(diào)節(jié)其工作環(huán)境溫度保持其性能。國(guó)內(nèi)解決磷酸鐵鋰電池恒溫工作環(huán)境需考慮空間限制問題,較普遍的解決方案是使用氣凝膠氈作為保溫層。磷酸鐵鋰正極材料的鋰電池,可以使用大倍率充電,最快可在1小時(shí)內(nèi)將電池充滿。
磷酸鐵鋰制備方法較多,主要分為固相法和液相法。其中固相法是目前最為成熟且大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的方法,根據(jù)關(guān)鍵原材料不同可分為草酸亞鐵(圖表中未包括)、磷酸鐵(鈉法)和磷酸鐵(氨法)三大類。目前在動(dòng)力領(lǐng)域,三元電池與磷酸鐵鋰電池勝負(fù)已分:三元電池在高性能、長(zhǎng)續(xù)航的高端車市場(chǎng)擁有話語權(quán),磷酸鐵鋰電池則在中低端車市場(chǎng)站穩(wěn)了腳跟,并隨著系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化,不斷向上滲透。
根據(jù)數(shù)據(jù),2020年我國(guó)碳酸鋰產(chǎn)量為16.6萬噸,同比2019年略有增長(zhǎng),2021年受新能源汽車銷量爆發(fā)式增長(zhǎng),碳酸鋰需求暴增,產(chǎn)量增長(zhǎng)達(dá)37.98%,達(dá)22.9萬噸,然而整體產(chǎn)量仍供不應(yīng)求,導(dǎo)致市場(chǎng)價(jià)格飆升,2022年3月一度超過每噸50萬元。磷酸鐵鋰產(chǎn)業(yè)鏈的上游主要包括鋰源、鐵源、碳源、磷酸根等原材料,中游包括磷酸鐵鋰正極材料,下游包括磷酸鐵鋰電池及新能源汽車、儲(chǔ)能等應(yīng)用。磷酸鐵鋰正極材料及磷酸鐵鋰電池環(huán)節(jié)格局更好,與行業(yè)景氣度的相關(guān)性更高。
電池企業(yè)降本壓力增大,磷酸鐵鋰材料具有更低的成本,性價(jià)比優(yōu)勢(shì)明顯,重新獲得市場(chǎng)的關(guān)注,部分車型加快從三元轉(zhuǎn)鐵鋰路線。根據(jù)數(shù)據(jù),截至21年9月末,每噸三元材料均價(jià)約是磷酸鐵鋰的3倍以上,磷酸鐵鋰電池具備成本優(yōu)勢(shì),在中重型車輛占據(jù)主要市場(chǎng)。就磷酸鐵鋰下游主要應(yīng)用動(dòng)力電池裝機(jī)量情況而言,此前憑借高能量密度的優(yōu)勢(shì)三元材料在新能源乘用車市場(chǎng)快速放量,其占動(dòng)力電池比重在2019、2020年均超過60%。
磷酸鐵鋰競(jìng)爭(zhēng)格局而言,湖南裕能出貨量占四分之一,德方納米達(dá)到18%,龍?bào)纯萍?、湖北萬潤(rùn)等企業(yè)市占率在10%左右,為第二梯隊(duì)。德方納米、湖南裕能規(guī)劃2025年產(chǎn)能分別達(dá)到34.5萬噸、89.3萬噸;當(dāng)升科技、長(zhǎng)遠(yuǎn)鋰科等三元材料廠商也有磷酸鐵鋰產(chǎn)能規(guī)劃。
根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2022版磷酸鐵鋰項(xiàng)目可行性專項(xiàng)研究及投資價(jià)值咨詢報(bào)告》顯示:
磷酸鐵供給情況而言,目前市場(chǎng)大規(guī)模生產(chǎn)磷酸鐵的方法主要為硫酸亞鐵經(jīng)雙氧水氧化后與磷酸(鹽)反應(yīng)沉淀,2021年1-5月我國(guó)磷酸鐵產(chǎn)量9.32萬噸,同比大增153.4%,產(chǎn)能約為29.1萬噸,行業(yè)集中度較低,其中市占率最大的企業(yè)是湖南雅城,擁有6萬噸產(chǎn)能。
磷酸鐵鋰憑借高安全性、高性價(jià)比的優(yōu)勢(shì)得以在乘用車市場(chǎng)快速放量,2021年國(guó)內(nèi)主要主流車型磷酸鐵鋰裝機(jī)量占比總動(dòng)力電池超51%,反超三元電池。2022年來看,動(dòng)力電池磷酸鐵鋰份額進(jìn)一步提升,裝機(jī)量達(dá)183.8GWh,同比2021年增長(zhǎng)130.2%。另外,整體磷酸鐵鋰裝機(jī)量而言,根據(jù)中國(guó)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟,2022年中國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)量為546GWh,其中磷酸鐵鋰電池產(chǎn)量332GWh,同比增長(zhǎng)165.1%。
2021年以來下游新能源汽車快速發(fā)展和滲透,加之補(bǔ)貼結(jié)束前的需求帶動(dòng)我國(guó)磷酸鐵鋰產(chǎn)量快速增長(zhǎng),數(shù)據(jù)顯示,2022年我國(guó)磷酸鐵鋰產(chǎn)量達(dá)119.6萬噸,隨著補(bǔ)貼結(jié)束,新能源汽車短期將回歸市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),短期鎮(zhèn)痛或在一定程度上影響磷酸鐵鋰產(chǎn)量,但整體電動(dòng)化大趨勢(shì)背景下,磷酸鐵鋰需求將持續(xù)增長(zhǎng)。
近日特斯拉CEO馬斯克也在社交媒體平臺(tái)上宣布,特斯拉將在更多車型上改用磷酸鐵鋰電池。事實(shí)上,特斯拉Model 3早在去年10月就已推出了搭載磷酸鐵鋰電池的標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航版本,售價(jià)進(jìn)一步降至24.99萬元。業(yè)內(nèi)預(yù)計(jì),蔚來、理想將來推出鐵鋰版車型也將是大概率事件。甚至寶馬、大眾、戴姆勒也或?qū)⒃谖磥硗瞥隽姿徼F鋰方案。
三、磷酸鐵鋰市場(chǎng)未來發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)
2022年國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能電池出貨量大幅增長(zhǎng)1.7倍,帶動(dòng)磷酸鐵鋰出貨增加。數(shù)據(jù)顯示,我國(guó)磷酸鐵鋰出貨量提升至111萬左右,較2021年增長(zhǎng)132%,未來隨著全球新能源汽車市場(chǎng)和儲(chǔ)能市場(chǎng)的增長(zhǎng)拉動(dòng),磷酸鐵鋰正極材料的市場(chǎng)需求有望持續(xù)保持高位增長(zhǎng)。
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2022版磷酸鐵鋰項(xiàng)目可行性專項(xiàng)研究及投資價(jià)值咨詢報(bào)告
可行性研究是指在投資決策前,對(duì)與項(xiàng)目有關(guān)的資源、技術(shù)、市場(chǎng)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等各方面進(jìn)行全面的分析、論證和評(píng)價(jià),判斷項(xiàng)目在技術(shù)上是否可行、經(jīng)濟(jì)上是否符合,財(cái)務(wù)上是否盈利,并對(duì)多個(gè)可能的備...
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