十月十一日，在合肥我國(guó)新能源汽車(chē)動(dòng)力鋰電池材料高峰論壇上，華中科技大學(xué)材料學(xué)和工程學(xué)院院長(zhǎng)黃云輝表示，磷酸鐵鋰電池通過(guò)納米技術(shù)和富鋰技術(shù)等手段而應(yīng)用，其實(shí)際能量密度將會(huì)大幅度提升，并且磷酸鐵鋰電池實(shí)現(xiàn)2元/瓦時(shí)以下的成本沒(méi)有問(wèn)題。

黃云輝在此次論壇主旨發(fā)言中表示，磷酸鐵鋰電池目前做成體系的也就是100Wh/kg左右。現(xiàn)在要發(fā)展達(dá)到250、260Wh/kg左右新一代產(chǎn)品，下一步其能量密度則要超過(guò)300Wh/kg。實(shí)現(xiàn)這種高比能磷酸鐵鋰電池，一方面要從材料本身來(lái)考慮問(wèn)題，另外一方面，也要從電池的制備技術(shù)綜合考慮。

華中科技大學(xué)材料學(xué)材料和工程學(xué)院院長(zhǎng)黃云輝

磷酸鐵鋰能量密度提升尚有很大空間

目前從正極和負(fù)極這方面來(lái)看，國(guó)內(nèi)外廠商所采用的重要是磷酸鐵鋰的正極材料體系，歐美動(dòng)力鋰電池市場(chǎng)基本上還是應(yīng)用磷酸鐵鋰的多一些，而日本、韓國(guó)重要采用三元體系，可以說(shuō)，目前磷酸鐵鋰體系的動(dòng)力鋰電池依然是最成熟、最安全的鋰離子動(dòng)力鋰電池。

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盡管，磷酸鐵鋰它是磷酸鹽體系里面能量密度差不多是最低的一種。但假如正極體系里能夠把整個(gè)正極的核心物質(zhì)含量提高到30%以上，那么其實(shí)際能量密度就會(huì)大幅度的提升。比如說(shuō)富鋰體系，其做成電池，單電池能量密度就可以達(dá)到300Wh/kg以上，甚至超過(guò)三元體系目前所實(shí)現(xiàn)的能量密度。

在提高正極材料它的比能量的同時(shí)，提高負(fù)極材料的比能量也是重大技術(shù)突破方向。在目前的磷酸鐵鋰電池中假如負(fù)極材料還是用370石墨的話，實(shí)現(xiàn)高比能確實(shí)難度比較大。所以現(xiàn)在有關(guān)硅基，包括硒基的高比能材料，業(yè)內(nèi)都很看重。

因此，在目前體系下面，假如能把磷酸鐵鋰充分的做好，能量密度能夠達(dá)到120Wh/kg左右，這有關(guān)電動(dòng)汽車(chē)應(yīng)則沒(méi)有任何問(wèn)題。

負(fù)極材料技術(shù)突破

在提升磷酸鐵鋰電池能量密度的工作中，負(fù)極材料的改善也關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。目前除了石墨之外，其他有可能作為改善負(fù)極材料性能的材料，包括，硅以及各種氧化物添加劑，來(lái)添加到目前的傳統(tǒng)石墨里面，這個(gè)是目前比較可行的方法，而且現(xiàn)在很多公司都已經(jīng)在采用。黃云輝表示，這些材料作為添加劑添加到負(fù)極里面是完全可行的，但添加的量不能太多。

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黃云輝透露，目前，我國(guó)剛剛啟動(dòng)了能源及車(chē)用納米功能材料的制備和應(yīng)用關(guān)鍵的863重大項(xiàng)目。這個(gè)項(xiàng)目重要做高比能的電池材料。我們提出來(lái)單極電池達(dá)到能量密度260Wh/kg以上。其中正極材料采用富鋰層狀和高鎳層狀正極材料；有關(guān)負(fù)極材料，也要突破現(xiàn)在傳統(tǒng)的石墨體系，所以我們現(xiàn)在選的一個(gè)是硬炭，還有硅基材料進(jìn)行研發(fā)。另外，硬炭材料，它的容量也是相當(dāng)高的，比如我們通過(guò)高分子材料作為前軀體制成的一類(lèi)硬炭材料，就表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。這樣做出來(lái)的單體電池能量密度要達(dá)到280Wh/kg以上。

此外，黃云輝認(rèn)為，現(xiàn)在很多做車(chē)的專(zhuān)家，他們是希望能夠?qū)囯姵啬芰棵芏忍岣叩?50Wh/kg以上，這是傳統(tǒng)的鋰電池是根本不可能做到的，目前最現(xiàn)實(shí)的是采用鋰硫電池，但五年、十年之內(nèi)其還不可能實(shí)現(xiàn)它的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

鐵鋰電池綜合性?xún)r(jià)比最優(yōu)2元時(shí)代沒(méi)問(wèn)題

同時(shí)，評(píng)價(jià)一類(lèi)電池材料的好壞，除了關(guān)注能量度外，在實(shí)際中更重視綜合性能。在這方面磷酸鐵鋰電池在未來(lái)依舊具備無(wú)可比擬的性能。磷酸鐵鋰正材料的體積膨脹低于7%，是非常非常穩(wěn)定的正極材料，到目前為止，沒(méi)有任何一種正極材料的安全性、循環(huán)壽命能夠比過(guò)磷酸鐵鋰。

盡管，磷酸鐵鋰在導(dǎo)電性、批次穩(wěn)定性低溫性能方面性能較差，但是看到我國(guó)優(yōu)秀公司目前的工藝和設(shè)備，這些問(wèn)題都能夠解決。首先，通過(guò)技術(shù)改良目前磷酸鐵鋰正材料的導(dǎo)電性已經(jīng)在不成為問(wèn)題。其次，通過(guò)大規(guī)模的生產(chǎn)，它的材料的穩(wěn)定性肯定是可以得到保障。另外通過(guò)納米技術(shù)的應(yīng)用，磷酸鐵鋰正材料的低溫性能也可以大幅度提高。

最關(guān)鍵的還是成本，磷酸鐵鋰電池不同于三元鋰電池，要依托于鈷、鎳等稀缺金屬的應(yīng)用，磷酸鐵鋰電池除了鋰元素比較貴以外，像鐵、磷等元素的獲得是非常便宜的。在未來(lái)的價(jià)格戰(zhàn)、資源戰(zhàn)中，磷酸鐵鋰電池?fù)碛幸欢▋?yōu)勢(shì)。并且，隨著工藝路線進(jìn)一步成熟，磷酸鐵鋰電池實(shí)現(xiàn)2元/瓦時(shí)以下的成本是沒(méi)有問(wèn)題的。