锂离子电池的正负极材料

负极材料技术含量比较低，一般用石墨做负极，是国内锂离子电池四大关键组件中唯一实现产业化的材料。

国内企业在技术含量低的领域，做得颇有成就。

但是，石墨负极材料虽成功商品化，可由于碳作为负极总是存在一些难以克服的弱点，未来肯定要被非碳材料取代。因为石墨在电解液中会形成钝化膜，该膜虽可传递锂离子，但会引起能量的损耗。而且当电池过充电时，石墨负极表面会析出金属锂从而引起电池短路。随着温度的升高，嵌锂状态下的石墨负极将首先与电解液发生放热反应，有可能会生成易燃气体，发生燃烧。所以石墨不是最理想的负极材料，寻找性能更为良好的非碳负极材料是锂离子电池研究的重要课题。

尽管当前人们广泛研究了各种非碳负极材料，特别是近年来纳米结构的非碳负极材料如锡的复合氧化物、钛氧化合物及钛酸盐类化合物等，受到许多锂电工作者的关注，但是这些材料还有许多问题没有解决，仍然无法大量应用，还需要生产路线和工艺的不断改进。

锂电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍锰钴三元材料及磷酸铁锂等。其中，磷酸铁锂由于具有另外几种材料所不具备的循环寿命、安全和材料成本方面的潜在优势，而被业界看作理想的正极材料。目前存在的问题，一是主要原料电子级碳酸锂(碳酸锂含量在99.5%以上)大部分来自进口，二是磷酸铁锂生产技术也来自国外。

据了解，电子极碳酸锂可由锂矿石或盐湖中提取出碳酸锂再提纯而来。我国锂资源居世界第二，但由于技术问题，国内矿石提取碳酸锂再提纯为电子极碳酸锂的产量很低。盐湖提取电子级碳酸锂目前还没有产品问世。所以只能从国外大量进口电子级碳酸锂。因为进口量大，导致国内企业基本没有定价权，完全由国外厂商说了算。

在技术上，我国磷酸铁锂发展本来与国际基本同步，但国内尚未诞生真正的领军企业，行业缺乏原始创新技术。目前，国际上在磷酸铁锂电池行业处于领先地位的企业主要有3家，分别是美国的高博(A123)公司和威能(Valence)公司以及加拿大的佛斯泰克(Phostech)公司。磷酸铁锂技术在国外被看特种略性技术，美国、加拿大等政府为此不惜以国家的力量参与技术壁垒的建立。

在磷酸铁锂材料领域，有两大核心技术专利，其中一个是包敷碳技术，另一个是碳热还原技术。前者由加拿大佛斯泰克公司拥有独家使用权，并且已经在我国申请专利。后者的专利权由美国高博公司所有，目前尚未在我国申请专利，但是该公司现已在苏州成立了2家公司，分别负责磷酸铁锂材料的生产和电池制造。磷酸铁锂电池方面的核心专利被几家外国公司掌握，外国公司专利转让至中国企业将会面临高昂的专利许可费，对该产业构成巨大的潜在威胁。

要想摆脱在产业链中低端、被动的地位，就要从三方面努力：一是通过技术研发从而加快国内磷酸铁锂专利申请。二是围绕国外企业的核心专利在外围进行布局。三是加强电池结构设计、电池组合控制方面的研究。