三元材料經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展，在國(guó)外正極材料的市場(chǎng)份額已成功超越鈷酸鋰，但在國(guó)內(nèi)的發(fā)展卻一直不盡如人意。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，三元材料自2004年進(jìn)入中國(guó)以來(lái)，除了2007～2008年間增幅較大之外，往后的年間增速趨緩，在整體產(chǎn)量上也一直未超越鈷酸鋰。2011年國(guó)內(nèi)三元材料的產(chǎn)量為2125噸，占正極材料市場(chǎng)份額的25%；2012年的產(chǎn)量為2943噸，占比27%。

為何三元材料經(jīng)過(guò)這么多年的發(fā)展依舊是“老二”？究竟是哪些因素在阻礙三元材料的發(fā)展？三元材料還要繼續(xù)“二”多久？

惡性競(jìng)爭(zhēng)

在國(guó)內(nèi)的正極材料市場(chǎng)中，磷酸鐵鋰的量雖然不多，但卻一直是三元材料的重大威脅者。因?yàn)榍皫啄陣?guó)家一直主推磷酸鐵鋰電池，一旦動(dòng)力電池市場(chǎng)需求爆發(fā)，磷酸鐵鋰的產(chǎn)量就極有可能趕超三元材料。然而事情的發(fā)展出乎人們的意料，三元材料不僅沒(méi)有被威脅到地位，而且連一直被專(zhuān)家學(xué)者們所熱捧的磷酸鐵鋰也被證實(shí)并不適用于小轎車(chē)。

緊接著2012年工信部、科技部、財(cái)政部聯(lián)合發(fā)文明確要求2015年電池單體的能量密度達(dá)到180Wh/kg以上，這也意味著正式宣判了磷酸鐵鋰在動(dòng)力電池領(lǐng)域的“死緩”。綜合各種材料的性能，三元材料被業(yè)內(nèi)人士一致認(rèn)為是未來(lái)動(dòng)力電池的主流材料。

事實(shí)上，動(dòng)力電池領(lǐng)域關(guān)于磷酸鐵鋰和三元材料的爭(zhēng)論和試驗(yàn)一直就沒(méi)有停止過(guò)，國(guó)家此項(xiàng)政策的出臺(tái)對(duì)于三元材料來(lái)說(shuō)是全新的機(jī)遇還是新一輪的災(zāi)難尚不得而知?！澳壳皣?guó)內(nèi)動(dòng)力市場(chǎng)需求不足，材料廠普遍產(chǎn)能過(guò)剩，材料廠家相互拆臺(tái)及壓價(jià)現(xiàn)象嚴(yán)重。”濟(jì)寧市無(wú)界科技有限公司副總經(jīng)理蔣永善接受記者采訪時(shí)表示，“而且今年下半年會(huì)有更多的磷酸鐵鋰廠家轉(zhuǎn)生產(chǎn)三元，惡性競(jìng)爭(zhēng)會(huì)加劇。”

“目前磷酸鐵鋰材料廠家們的日子比較窘迫，他們只有3條路，要么將目標(biāo)投向儲(chǔ)能，要么轉(zhuǎn)做三元，要么等死?！币晃徊辉竿嘎缎彰膶?zhuān)家這樣描述，“轉(zhuǎn)做三元的成本不低，而且三元的競(jìng)爭(zhēng)也很激烈?！?br/>
據(jù)統(tǒng)計(jì)，今年共有20多家磷酸鐵鋰材料廠家轉(zhuǎn)戰(zhàn)三元材料。

據(jù)了解，理論上生產(chǎn)過(guò)磷酸鐵鋰的部分設(shè)備是能直接用于生產(chǎn)三元材料的，但在實(shí)際的工業(yè)化應(yīng)用中，由于無(wú)法保證能完全清理干凈設(shè)備中的殘留物質(zhì)，為免除污染，磷酸鐵鋰廠家如果轉(zhuǎn)做三元材料便意味著要重新購(gòu)買(mǎi)設(shè)備?！耙髧?yán)格的話，設(shè)備相當(dāng)于重買(mǎi)，半自動(dòng)的約250～300萬(wàn)，全自動(dòng)的約500～600萬(wàn)?！?br/>
受移動(dòng)電源市場(chǎng)爆發(fā)影響，圓柱電池廠近一年發(fā)展迅速，連帶材料廠家、設(shè)備廠家均獲益不淺。

目前圓柱電池的正極材料大多采用三元材料，但三元材料廠家本身并沒(méi)有外界所猜測(cè)的高利潤(rùn)。

“別看三元材料的市場(chǎng)看起來(lái)紅火，實(shí)際上其利潤(rùn)率已經(jīng)很低了，”一位材料廠家人士給記者算了筆賬，“三元材料的原料成本是9萬(wàn)元一噸，到車(chē)間成本已經(jīng)是11～11.3萬(wàn)，還不含公司管理費(fèi)用，目前市場(chǎng)普遍賣(mài)12.3萬(wàn)?！?br/>
按常理，“薄利”的出路是“多銷(xiāo)”，然而國(guó)內(nèi)三元材料廠家卻不敢大量生產(chǎn)?！耙?yàn)閲?guó)內(nèi)電芯廠普遍需要120～150天的賬期，這意味著生產(chǎn)越多資金壓得越多，一旦賣(mài)不出去就會(huì)出大問(wèn)題?！?br/>
上述材料廠家人士表示。

據(jù)了解，國(guó)內(nèi)的三元材料廠家普遍成立時(shí)間較短，規(guī)模較小，抗風(fēng)險(xiǎn)能力弱，加上賬期較長(zhǎng)的緣故讓大部分廠家在接單及生產(chǎn)的時(shí)候小心謹(jǐn)慎，一定程度上影響了三元材料的市場(chǎng)份額。

圓柱電池?zé)徜N(xiāo)帶來(lái)的暖意才持續(xù)了沒(méi)多久，這邊廂的“韓流”又猛烈來(lái)襲。三星快速下調(diào)18650電池價(jià)格，電芯廠首當(dāng)其沖，緊隨其后的遭殃者便是三元材料廠家，業(yè)內(nèi)人士分析稱(chēng)18650降價(jià)主要靠材料降價(jià)。據(jù)預(yù)測(cè)，2013年國(guó)內(nèi)三元材料的價(jià)格將下降至13.5萬(wàn)元/噸，2014年將下降至12萬(wàn)元/噸，屬正極材料中降幅最大。

技術(shù)瓶頸

“材料廠家競(jìng)爭(zhēng)激烈是無(wú)法避免的，三元材料要想突出重圍必須從技術(shù)方面進(jìn)行突破，而不是一味思考怎么壓縮成本?！鼻鄭u新正鋰業(yè)有限公司董事長(zhǎng)孫玉城表示。

雖然三元材料有很高的比容量，但壓實(shí)密度不高的“硬傷”決定了其能量密度一直無(wú)法超越鈷酸鋰，“首先從物理性能上講，三元材料屬于小顆粒團(tuán)聚體，而鈷酸鋰屬于單晶大顆粒，在先天條件上決定了三元材料的壓實(shí)密度無(wú)法超越鈷酸鋰。

加上目前國(guó)內(nèi)三元材料主要都是用氫氧化物沉淀法，這種方法做出來(lái)的三元材料壓實(shí)密度一般都在3.4-3.5之間，而高壓式的鈷酸鋰(壓實(shí)密度)能達(dá)到4.2?！睂O玉城表示，“這也是為什么三元材料一直無(wú)法在高端手機(jī)、平板電腦等領(lǐng)域替代鈷酸鋰的原因?！?br/>
除了受制于能量密度無(wú)法超越鈷酸鋰之外，三元材料高溫易脹氣的問(wèn)題也一度讓業(yè)內(nèi)人士頭疼不已。而且有趣的是，記者咨詢了不少業(yè)內(nèi)人士關(guān)于三元材料脹氣的問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)居然有多種“答案”，有說(shuō)是因?yàn)殡姵仉s質(zhì)的，也有歸因于壓實(shí)密度的，還有說(shuō)是因?yàn)殡娊庖悍纸獬鲅鯕獾木壒省！爸饕?23三元材料的脹氣嚴(yán)重點(diǎn)。這是由于高鎳材料容易吸水，吸收的水分兩部分，一部分物理吸附，另一部分會(huì)和鎳發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)而存在于晶相中，在高溫或者循環(huán)的時(shí)候才會(huì)釋放出來(lái)而產(chǎn)氣?！币晃粯I(yè)內(nèi)人士這樣解釋三元材料脹氣的原因。

當(dāng)磷酸鐵鋰被一步步證實(shí)并不適用于小轎車(chē)時(shí)，業(yè)內(nèi)人士也在孜孜不倦求證三元材料的可用性。據(jù)了解，國(guó)內(nèi)不少電池生產(chǎn)企業(yè)采用三元材料研發(fā)電池已超過(guò)兩年，其中不乏像ATL、比亞迪、力神、中航鋰電等大型電池生產(chǎn)廠家，與此同時(shí)不少整車(chē)廠也在測(cè)試其性能，但為何遲遲不見(jiàn)國(guó)內(nèi)三元材料電動(dòng)車(chē)面市？

“其實(shí)三元材料目前最致命的是循環(huán)壽命較差，安全性還可以通過(guò)電池的設(shè)計(jì)、電動(dòng)車(chē)的設(shè)計(jì)以及電池控制能力等方面進(jìn)行改善。就像美國(guó)特斯拉models目前用的是鎳鈷鋁(NCA)材料，實(shí)際上這個(gè)材料本身的安全性能并不高，但通過(guò)電池制造環(huán)節(jié)增強(qiáng)其一致性及電控能力讓其成為了安全性高的優(yōu)質(zhì)電池?！币晃徊辉竿嘎缎彰膶?zhuān)家表示，“目前國(guó)內(nèi)鋰電行業(yè)的整體技術(shù)還遠(yuǎn)達(dá)不到這么高的水平。”

盡管內(nèi)憂外患，破局成謎，業(yè)內(nèi)人士卻普遍對(duì)三元材料的趨勢(shì)持樂(lè)觀態(tài)度。“目前鈷的價(jià)格還處在低位，隨著鈷價(jià)回升以及國(guó)家對(duì)環(huán)保的重視，鈷酸鋰是遲早要被取代的?！备吖や囯姰a(chǎn)業(yè)研究所副所長(zhǎng)羅煥塔表示，“預(yù)計(jì)未來(lái)3年三元材料的市場(chǎng)份額有可能超越鈷酸鋰成為第一。”

“因?yàn)槠胀ǖ娜牧仙a(chǎn)工藝其實(shí)門(mén)檻不高；磷酸鐵鋰的能量密度和電池一致性無(wú)法達(dá)標(biāo)；錳酸鋰的工藝較復(fù)雜；NCA與三元材料的性能其實(shí)相差不遠(yuǎn)，但NCA對(duì)環(huán)境非常敏感。”孫玉城分析稱(chēng)，“綜合正極材料的性能比較，接下來(lái)國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池領(lǐng)域用三元材料的可能性最大?！?/p>