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磷酸鐵充電鋰電池我國最強?Sorry,有兩項專利技術不是咱的!

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2023年07月21日  

比起三元鋰離子電池,磷酸鐵鋰離子電池安全性好了太多,而隨著比亞迪、CATL等公司優化了電池組封裝技術,一定程度上克服了磷酸鐵鋰離子電池能量密度低的缺點,所以在今年,磷酸鐵鋰離子電池殺了個回馬槍,國產TSLAModel3,比亞迪漢EV,宏光MINIEV等車型都采用了磷酸鐵鋰離子電池。


而大部分人腦海中充滿了比亞迪磷酸鐵鋰離子電池NO.1的印象,但實際上磷酸鐵鋰離子電池有兩項關鍵專利是西方國家掌握的,有關這件事,我們要從磷酸鐵鋰離子電池的發明說起:


在電池領域,磷酸鐵鋰離子電池是一種非常"年輕"的電池種類,1997年,美國德克薩斯州立大學John.B.Goodenough(這個名字好有意思啊!)主導的團隊發現磷酸鐵鋰具有可逆性地遷入脫出鋰的特性,啟發了全球范圍內將磷酸鐵鋰作為鋰離子電池正極材料的研究,這成為了磷酸鐵鋰離子電池的開端。


磷酸鐵鋰分子結構示意


和此同時,德州大學也對磷酸鐵鋰的晶體結構和化學分子式申請了專利,John.B.Goodenough則因為對鋰離子電池的研究獲得了2019年的諾貝爾化學獎,那時的他已經97歲,成為歷史上年紀最大的諾獎得主。


德州大學的研究可謂開創了一種全新的鋰離子電池,但磷酸鐵鋰離子電池從實驗室走向實用的過程中,各種技術細節都要完善,比如,磷酸鐵鋰材料的導電性能差,直接用作正極材料難以提升電池功率,解決這個問題的途徑重要有在磷酸鐵鋰中加入銅或銀的納米粉末,新增陽離子和采用碳包裹等。


其中,用碳包裹的磷酸鐵鋰材料不僅有效提高了導電性,而且在電池反應中,鋰離子的嵌套和脫嵌的更加順暢,還可以有效保持磷酸鐵鋰材料的性狀以延長循環壽命,種種優點讓碳包裹成為改善磷酸鐵鋰離子電池性能的重要途徑。


磷酸鐵鋰粉末顯微


而碳包裹的專利也掌握在國外公司手中,加拿大魁北克水電公司早在2000年就開始在全球范圍內申請碳包覆改性相關專利,雖然幾年前,這家公司在我國申請的專利被判定無效,但我國的動力鋰電池始終都是要面向國際市場的,而國內的磷酸鐵鋰離子電池因為受制于專利技術,卻只能在國內發揚光大。


目前,這兩項專利技術都是動力鋰電池行業難以繞過的基礎性專利,雖然短時間內沒有對我國電池公司出現明顯的影響,但國外公司的通常做法是:并不立即開啟專利權,而是等待相關行業的體量已經足夠龐大,并和某項專利技術深度綁定后,才通過專利獲取豐厚的賠償。


而關于國內的電池公司來說,專利費用導致的成本新增很有可能導致現有的產品缺乏競爭力,面對這樣的挑戰,我們的做法當然是加強技術開發,在石墨烯電池、固態電池和超級電容領域尋求突破,同時,更應該在現有的法律框架內據理力爭,維護自己的正當權益。


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