在中国，磷酸铁锂电池是已经实现大规模产业化、技术发展相对成熟、处于市场主导地位的动力电池类型。今年以来，随着新能源汽车市场行情的持续高涨，磷酸铁锂电池产销量有了进一步的提高，引发了新一轮的扩产潮。
值得注意的是，在动力电池供不应求的形势下，具有能量密度较高、轻量化等优势的三元电池的产销量也有所上升，成为动力电池市场的新生力量。甚至，相关言论爆料，国内新能源汽车整车厂越来越青睐以三元材料作为正极材料的动力锂电池，磷酸铁锂动力电池市场逐渐被蚕食，磷酸铁锂电池发展已到了瓶颈期，三元锂电池代替磷酸铁锂电池将是新能源汽车动力电池发展的历史趋势。而业界关于磷酸铁锂与三元动力电池路线的争论愈发激烈，也开始有部分人士大力推荐三元电池而贬低磷酸铁锂电池价值。
但每种的电池材料都有各自的优缺点，完全具备各种优势的锂电池正极材料目前并不存在，三元材料是否真的比磷酸铁锂性能优越?动力锂电池正极材料到底路在何方?锂电池企业应该如何选择未来发展方向? 记者在线采访了中国磷酸铁锂资深人士日高能源董事长董明博士，共同探讨动力锂电池的发展。
以下是新材料在线专访董明博士的采访实录。(部分内容)
记者：现阶段动力电池锂电池正极有锰酸锂、磷酸铁锂、三元材料等，您觉得未来动力锂电池正极材料未来发展的趋势是什么?
董博士：高电压高容量是锂电池永恒的追求。目前三元材料还不够成熟，大至形成一个过渡的局面，许多乘用车已使用三元，第一个吃螃蟹的应该是特斯拉，导致市场对三元材料的追捧，而商用车和工程车辆由于安全性的考虑目前还基本没有用三元，而现在的物流车也在尝试用三元。
以纯电动车来说，电池体积小、重量轻、密度高的要求是很自然，但大巴对安全性要求是第一位的，能量密度可以妥协，小车也想追求安全，但是体积有限，因此只能选择三元。特斯拉作为标杆，松下的NCA电芯、特斯拉整车的设计和安全防护做得都比较精细，但电池安全性问题也还没有彻底解决，还不断有安全事故。国内的电池制造同松下比、还有较大差距、整车的设计与安全防护也存在许多问题。三元体系存在的安全隐患还较大，安全性能和循环寿命也不及磷酸铁锂体系，虽然三元材料被炒的热火朝天，但磷酸铁锂总量还比三元多一些。
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锰酸锂由于价格便宜，主要用于电动自行车和铅酸电池抢市场，而在汽车动力电池上已经没有太多的应用。如果追求能量密度肯定是往三元发展。追求长寿命、高功率、大能量还是磷酸铁锂。磷酸铁锂的终极目标是在储能方面全面的替代铅酸电池，磷酸铁锂的成本越来越低，铅酸电池确面临环保政策的压力、成本会越来越高。到一定阶段，磷酸铁锂电池和铅酸电池的成本可以持平，并且磷酸铁锂循环寿命和安全可靠性都是有保障的，磷酸铁锂电池很可能在储能方面全面的替代铅酸电池;磷酸铁锂在汽车启动电源、特别是的智能启停的启动电源很容易替代铅酸电池，在这些领域磷酸铁锂电池目前比三元更有优势。
记者：磷酸铁锂作为正极材料国内国外公司都在做，现在就技术这一块是否国内国外还存在差异?之前也很多言论提到磷酸铁锂的核心专利大多数都在国外，对于这点您是怎么看?
董博士：目前国内国外不存在根本上的技术差异，绝大多数磷酸铁锂材料都是国内生产。大家合成路线、原材料供应都差不多，但是外资工厂设备比国内的好一些。例如A123电池的功率密度比国内厂商高的原因并不是由于磷酸铁锂材料性能优于国内厂商，而是电池制作过程中工艺方面的原因。
日高能源经过三年的研究开发，磷酸铁锂材料性能几乎接近极致，粉体振实密度》1.0，极片的压实密度也达到了2.3g/cm3， 在20度环境中，1C恒流充电效率超过97%，1C放电容量大于150mAh/g、能量超过500Wh/kg;材料各项性能不比国外的差。
说到磷酸铁锂发明专利，1997年 John Goodenough申请的美国和欧洲专利，1999年美国专利授权，2004年欧洲专利授权，他在中国没有获得授权;2012年此专利在欧洲被Valence推翻，这个专利目前只在美国有效。而在美国这篇专利马上也到期了。大家都知道到魁北克水电的碳包覆专利，在中国被中国电池工业协会推翻，在加拿大被Valence推翻。目前在中国、磷酸铁锂最早的、有效的发明专利是Valence的碳热还原发明专利，专利有效期到2020年。
记者：目前石墨烯是被炒的很火的一种材料，有新闻也提高石墨烯电池充电几分钟可以跑1000公里。针对石墨烯在锂电池方面的应用您是怎么看?添加石墨烯会不会让电池性能有很大的改善?
董博士：石墨烯在锂电池里没有什么特殊的作用。石墨烯电池充电几分钟、电动车可以跑1000公里说法更是不靠谱。 有不少“石墨烯电池“，其实都是用石墨烯做添加剂的锂电池。锂电池的容量是由电池中活性锂离子数量决定的，1摩尔锂、6.94g，提供26.8Ah容量，跟石墨烯毫无关系;电池充放电快慢主要是决定于锂离子的传导速度，锂离子跑的快，充放电才可能快;少量石墨烯加到正极或负极里，可以提高电极材料颗粒与颗粒间电子电导率，但对正极材料、负极材料中锂离子导电帮助不是很大;石墨烯是高导热材料，对电芯内部热传导明显有帮助，对电池充放电循环寿命有一定提升;值得注意的是，大多数”石墨烯“颗粒是纳米级厚度，几十微米级的直径或面积，它覆在正极颗粒的表面，会严重阻碍锂离子的迁移，反而降低锂电池高功率的发挥。我们的实践验证，石墨烯对锂电池的帮助不如碳纳米管实惠。
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电动车快充的故事哪里不靠谱?以特斯拉纯电动轿车为例，电池85kWh, 充满电可以跑400公里; 假设电池能量大幅提升，但整车含电池重量不增加，跑1000公里，电池能量需要85kWh*1000/400=212.5kWh; 不考虑交流直流转换、充放电过程能量损耗，10分钟充电，充电功率=212.5kWh/(10/60)h=1275kW; 工业用电电压380V，充电电流=1275kW/380V=3.355kA，如此大的电流需求，您上哪里去充电?谁敢帮您充电?
记者：现阶段也有很多新兴电池出现，比如镁电池，钠电池等，您认为未来几年内有没有可能出现能替代锂电池的新兴电池?
董博士：我相信至少在我退休之前都不用担心(笑)。镁电池和钠电池很早就有了，应该算跟锂电池是一类电池，原理是一模一样。一个镁离子两个电荷能量密度高，但镁离子半径比较大，移动速度比较慢，电池充放电电流密度反而不高，没有多少优势。而钠电池和锂电池也没有任何本质的区别，但钠比锂要活泼得多。因此钠电池比锂电池更危险，钠电池如果爆炸着火起来比锂电池要危险的多，而且钠离子比锂离子重，电池比容量也低，虽然钠便宜，资源丰富，但替代锂电池没有多少机会。
记者：日高能源目前的研究重点以及未来的战略规划是什么?
董博士：目前日高能源主要两款产品，一是全新的磷酸铁锂，还有一款是磷酸盐包覆的NCA。NCA的主要缺点：碱性很高，遇水、遇CO2都会发生副反应，生成碳酸盐以后容量容易衰减且充电发生胀气，虽然NCA现阶段炒作的很热，现阶段能产业化的只有松下。国内也有少部分的厂家在做，但是对NCA的环境要求非常高，合成中不能见水和二氧化碳，这是比较难达到的，但最难的地方在电芯厂，电芯厂能控制水但是却不能控制二氧化碳，只要有人在的地方就肯定会有二氧化碳的存在。解决这些问题，可以通过NCA与磷酸盐复合，结合NCA与磷酸盐的优点，这也是日高目前主要在做的新产品，目前帮客户处理NCA材料，自己批量销售的还是磷酸铁锂。
说到公司战略，我们希望2016年磷酸铁锂能实现300吨/月的销售，磷酸盐包覆的NCA2016年有所突破，实现百吨级销售;努力做最有竞争力的、客户接受的产品。
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原标题：【专题】高容量高电压是锂电池正极材料发展的趋势，但安全性是关键——专访日高能源董事长董明博士
