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磷酸铁锂电池中国最强?

钜大LARGE  |  点击量:713次  |  2021年06月10日  

比起三元锂电池磷酸铁锂电池安全性好了太多,而随着比亚迪、宁德时代等企业优化了电池组封装技术,一定程度上克服了磷酸铁锂电池能量密度低的缺点,所以在今年,磷酸铁锂电池杀了个回马枪,国产特斯拉Model3,比亚迪汉EV,宏光MINIEV等车型都采用了磷酸铁锂电池。


而大部分人脑海中充满了比亚迪磷酸铁锂电池NO.1的印象,但实际上磷酸铁锂电池有两项关键专利是西方国家掌握的,关于这件事,我们要从磷酸铁锂电池的发明说起:


在电池领域,磷酸铁锂电池是一种非常“年轻”的电池种类,1997年,美国德克萨斯州立大学John.B.Goodenough(这个名字好有意思啊!)主导的团队发现磷酸铁锂具有可逆性地迁入脱出锂的特性,启发了全球范围内将磷酸铁锂作为锂电池正极材料的研究,这成为了磷酸铁锂电池的开端。


磷酸铁锂分子结构示意


与此同时,德州大学也对磷酸铁锂的晶体结构与化学分子式申请了专利,John.B.Goodenough则因为对锂电池的研究获得了2019年的诺贝尔化学奖,那时的他已经97岁,成为历史上年纪最大的诺奖得主。


德州大学的研究可谓开创了一种全新的锂电池,但磷酸铁锂电池从实验室走向实用的过程中,各种技术细节都需要完善,比如,磷酸铁锂材料的导电性能差,直接用作正极材料难以提升电池功率,解决这个问题的途径主要有在磷酸铁锂中加入铜或银的纳米粉末,增加阳离子和采用碳包裹等。


其中,用碳包裹的磷酸铁锂材料不仅有效提高了导电性,而且在电池反应中,锂离子的嵌套和脱嵌的更加顺畅,还可以有效保持磷酸铁锂材料的性状以延长循环寿命,种种优点让碳包裹成为改善磷酸铁锂电池性能的重要途径。


磷酸铁锂粉末显微


而碳包裹的专利也掌握在国外公司手中,加拿大魁北克水电公司早在2000年就开始在全球范围内申请碳包覆改性相关专利,虽然几年前,这家公司在中国申请的专利被判定无效,但中国的动力电池始终都是要面向国际市场的,而国内的磷酸铁锂电池因为受制于专利技术,却只能在国内发扬光大。


目前,这两项专利技术都是动力电池行业难以绕过的基础性专利,虽然短期内没有对中国电池企业产生明显的影响,但国外企业的通常做法是:并不立即开启专利权,而是等待相关行业的体量已经足够庞大,并与某项专利技术深度绑定后,才通过专利获取丰厚的赔偿。


而对于国内的电池企业来说,专利费用导致的成本增加很有可能导致现有的产品缺乏竞争力,面对这样的挑战,我们的做法当然是加强技术开发,在石墨烯电池、固态电池和超级电容领域寻求突破,同时,更应该在现有的法律框架内据理力争,维护自己的正当权益。



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