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【編者按】粉體材料工業屬于支撐國民經濟發展的基礎性產業和贏得國際競爭優勢的關鍵領域,近些年,國內粉體材料工業轉型升級成效顯著,綜合實力穩步增長,國際競爭力持續增強,一些企業長期專注于粉體材料領域、生產技術工藝國際領先、從而成為全球細分市場領導者的典范,有效改善了國內高端粉材的緊缺局面,提升了核心工藝技術與裝備的自主可控水平以及關鍵戰略資源的保障能力。中國粉體網通過尋找“中國好粉材”這一活動,以期促進相關企業更好發揮示范作用,引領中國粉體工業的發展,并讓“好粉材”發出它們更大的光彩。
“動力+儲能”雙管齊下,磷酸鐵鋰市場空間廣闊
近年來,全球生態環境問題日益突出,全球氣候變暖等問題亟待解決,國內提出了碳排放在2030年前達到峰值,在2060年前實現碳中和的目標。隨著全社會的清潔能源發展趨勢日漸明朗,特斯拉、奔馳等品牌汽車及儲能行業廠商日益重視磷酸鐵鋰正極材料的應用。磷酸鐵鋰在動力電池和儲能電池行業迎來廣闊的發展空間。對于磷酸鐵鋰正極材料來說,2022年可謂是爆發的一年,2022年全年磷酸鐵鋰產量約103萬噸,較2021年產量增長129%。截至1月底,國內已投產磷酸鐵鋰產能達到227萬噸/年。
磷酸鐵鋰正極材料
磷酸鐵鋰正極材料具有穩定的工作電壓(3.2V)、較高的比容量(170mAh/g)、較長的循環使用壽命(≥2000次)、污染小、化學穩定性好、原材料豐富(電池成本低于三元)等優勢,綜合性價比優勢突出。同時磷酸鐵鋰在全充電狀態下具有良好的熱穩定性、較小的吸濕性和優良的充放電循環性能,整體性能較為穩定。
目前制備磷酸鐵鋰的方法主要分固相法和液相法,固相法包括高溫固相法、碳熱還原法,液相法包括水熱法、溶膠-凝膠法。高溫固相法是目前研究最成熟的,工藝簡單、設備成本較低,較為適合大規模工業化生產。液相法物相均一,過程簡單,但液相法由于對生產條件控制的要求較高,工藝復雜,設備造價高,其產業化難度大于固相法。
德方納米:國內領先的納米磷酸鐵鋰供應商
深圳市德方納米科技股份有限公司是國內領先的納米磷酸鐵鋰供應商。當前的主要產品為納米磷酸鐵鋰等磷酸鹽系正極材料,其核心產品納米磷酸鐵鋰廣泛應用于新能源汽車、儲能、3C等領域。
公司是國內唯一一家采用“液相法”生產磷酸鐵鋰的企業,產品循環性能優異更適用于儲能領域,是寧德時代磷酸鐵鋰儲能電芯正極材料一供,同時進入特斯拉儲能系統MegaPack供應鏈,隨著國內外光伏電站建設成本降低,公司產品受益于大儲市場爆發。
德方納米部分產業布局
公司高度重視標準化工作,是全國納米技術標準化技術委員會納米儲能技術標準化工作組秘書處掛靠單位,多次主導及參與納米儲能領域的標準制修訂工作。截至目前,公司主導及參與各級標準制定項目39項,其中國際標準4項(已發布3項)、國家標準23項(已發布15項)、行業標準2項(已發布1項)、地方標準1項(報批中)、團體標準9項(已發布6項)。此外,公司還被評為研發與標準化同步示范企業,多次榮獲深圳市標準獎(2015年、2019年、2020年、2022年)等榮譽,品牌的科研實力和發展潛力愈發強勁,是行業內當之無愧的龍頭企業。
液相法鑄就納米磷酸鐵鋰,產品性能優勢突出
德方納米擁有的“自熱蒸發液相合成法”屬全球首創,通過將原料鋰源、鐵源、磷源和輔料混合后即可自發反應,反應放熱后快速蒸發水分而自動停止反應,得到納米磷酸鐵鋰的前驅體,而后在燒結過程中加入碳源,進行兩次的高溫分解,得到非連續的石墨烯包覆磷酸鐵鋰顆粒。該工藝具有能耗低、產品性能優、批次穩定性好、生產成本低的特點,技術壁壘較高。
德方納米(液相法+硝酸鐵)
除了“自熱蒸發液相合成納米磷酸鐵鋰技術”,公司還擁有“非連續石墨烯包覆技術”、“離子摻雜技術”、“納米化技術”、“涅甲界面改性技術”、“離子超導技術”等技術,能夠將磷酸鐵鋰的一次顆粒的一維平均粒徑控制在納米量級,比容量平均達到155mAh/g,通過高導電、非連續多層石墨烯結構包覆層新技術有效提高了材料的導電性能,體積電阻率小于3Ωcm,顯著提高鋰離子電池的充放電倍率性能和低溫充放電性能,提高鋰電池安全性并增加循環使用壽命。
公司DY-1型號產品低溫性能與存儲性能優異,還具有良好的循環性能,循環次數超過8000次,遠超同行3000-5000次水平;DY-3和DF-5是公司高壓實高容量產品,倍率性能優異,還具有高比容量、低電阻等優點,適用于動力領域。
公司DY-1、DY-3、DF-5產品SEM圖像
延續優勢,磷酸錳鐵鋰領跑行業發展
磷酸錳鐵鋰是在磷酸鐵鋰的基礎上添加一定比例的錳而獲得的新型正極材料,相比于磷酸鐵鋰,磷酸錳鐵鋰具有更高的能量密度,可以在其基礎上提升15~20%;且能降低電池成本,降低電池包整體成本10%~15%;此外,還可以提高續航里程,實現車端續航里程600-800km;而低溫性能的提升也能滿足高緯度地區新能源汽車對續航里程的要求;保留了磷酸鐵鋰高安全性、低成本的競爭優勢。此外,磷酸錳鐵鋰較三元材料安全性更強、成本更低,有望替代中鎳三元材料。
德方納米 新型磷酸鹽系正極材料
公司擁有7項磷酸錳鐵鋰相關專利,在行業中處于領先地位。公司延續獨家首創的“液相法”優勢,運用“涅甲界面改性技術”和“離子超導技術”等核心技術,有效解決了磷酸錳鐵鋰導電性能與倍率性能差的難題,率先打開了磷酸錳鐵鋰產業化應用的空間。
2022年9月,公司曲靖德方年產11萬噸磷酸錳鐵鋰系正極材料生產基地項目正式建成投產,是目前全國已建成投產最大單體產能的磷酸錳鐵鋰正極材料項目。1月16日,在公司發布投資者關系活動記錄表,其中提到,年產11萬噸磷酸錳鐵鋰項目正在進行產能爬坡。
據中金公司預計,磷酸錳鐵鋰作為磷酸鐵鋰和三元5系的潛在替代材料,預計到2025年,在電動車領域磷酸錳鐵鋰對磷酸鐵鋰替代需求將達到56GWh,與三元復合搭配需求將達到28GWh,總體需求量約為84GWh。
結語
正極材料是鋰離子電池四大主材中成本占比最高的部分,對鋰離子電池的性能產生直接影響,是新能源行業高新技術發展的重點之一。作為全球鋰電池正極材料的行業領軍者,德方納米在2008年就成功開發出納米磷酸鐵鋰,以良好的充放電循環性能、高耐熱的安全性能、以及較大的成本優勢迅速占領市場,成為國內第一家將納米技術應用到電池正極材料領域的企業。依托納米磷酸鐵鋰搭建起市場護城河的同時,德方納米還相繼開發出磷酸錳鐵鋰、補鋰劑等驅動行業革新的新型鋰電材料,為行業注入新的革新力量,引領世界新能源電池往更強性能、更高安全、更低碳環保的方向邁進。
參考資料:
西部證券:技術壁壘深厚,新產品打開新成長空間
西部證券:德方納米2022年度業績預告點評,業績超預期,錳鐵鋰和補鋰劑有望放量
華創證券:業績大超預期,規模效應逐步顯現
SMM鈷鋰新能源:德方納米年產11萬噸磷酸錳鐵鋰項目已投產
電池工業網:磷酸鐵鋰正極材料1月項目匯總!
蓋世汽車社區:2023年,磷酸鐵鋰真的要“錳”起來了
金基研:湖南裕能:雙碳背景下磷酸鐵鋰市場需求旺盛 國內磷酸鐵鋰出貨量排名居首
中國粉體網粉體大數據研究:《中國磷酸鐵鋰材料企業匯編(2022-2023版)》
深圳市德方納米科技股份有限公司官網、德方納米公眾號等
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(中國粉體網編輯整理/青黎)
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