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应以积极态度面对磷酸铁锂专利问题

编辑:烟台国电西高电气有限公司   字号:
摘要:应以积极态度面对磷酸铁锂专利问题
近几年来,全球因为环境暖化、气候丕变所造成的天灾不断,加速推动节能减碳已成为全球共同需面对的问题,同时因为人口持续的增加及新兴国家的快速发展需求,加速了各项能源的消耗,油价的上涨已成为无法避免的趋势,开发具备绿能环保概念之新替代性能源已是全球各先进国家的共识与努力方向,其中更以采用电力来取代石油的应用受到最高的关注。而如何把由我们生活环境中垂手可得的自然能量(如太阳能、风力、地热、潮汐等物理性发电能量)妥善的储存,再适时适地的放出来应用,关键即在于需找到兼具安全、可靠、使用寿命长、可依需求进行大小电流充放电、耐热性佳、关键材料蕴藏丰富及符合环保要求等特点的储能系统,毫无疑问的…磷酸铁锂电池是目前唯一、也是最佳的选择。

锂电池正极材料发展近况

在各类锂电池使用的正极材料中,锂镍氧(LNO)及锂钴氧(LCO)之发展均早于锂锰氧(LMO)、锂三元(NCM或NCA)及磷酸铁锂(LFP)材料,锂三元及锂钴氧更为目前3C产业用充电电池之主轴,以2011年全球近64,000吨的正极材料需求量中,此二项材料即分别占有约44%及34%之市占率,但此二者均因安全性因素(易于电池短路发生时产生急速放热(Thermal runaway)、引起燃烧或爆炸)而无法被应用于大电流放电系统(如电动载具、启动电池、UPS等)或较恶劣环境(如设置太阳能及风力发电系统之长时间日晒、高温环境);锂锰氧应是另一种较佳的选择,其在2011年全球销售量约6,000吨,但因其高温环境(>40)下会产生电压陡降,材料本身的电容量较低,且循环寿命及安全性亦较差,故使得磷酸铁锂异军突起,成为下一代新能源产业最受瞩目的材料(2011年全球销售量约4,000吨,较2009年成长约400%)。

事实上,在未来各类型新能源产业(如太阳能、风力、燃料电池等)所搭配的储能电池,除了基本的储能特性外,亦必须考虑其制造原料的料源是否稳定、成本是否合宜以及蕴藏量是否丰富等因素,才能发展出可千百年使用的新能源应用系统,而其它各类型的二次充电电池,不管是钴(Co)、镍(Ni)或锰(Mn)等金属元素,其于地壳中的蕴藏量均远远不及铁(Fe)元素,锂铁系统可因此更能符合未来新能源发展的长期需求;而在成本部份,在过去几年内,透过海峡二岸正极材料业者的共同努力,在磷酸铁锂材料的产能及质量上均已快速的提升,成本也更具有竞争力,其于锂电池之成本占比已由原来的30%以上降为20%以下,将可大幅提升其逐步渗透与扩大市场应用的速度。

正面面对专利的威胁与挑战

依据台湾某产业研究机构的研究报告指出,在2011年全球近4,000吨的磷酸铁锂正极材料销售量中,包括中国厂商斯特兰、贝特瑞、山东烟台、台湾厂商台塑长园、立凯、美国厂商A123、Valence、加拿大厂商Phostech为全球磷酸铁锂正极材料最主要的供应厂商,日本三井造船、住友大阪水泥及韩国韩华亦加速投入大量资源进行磷酸铁锂材料之研究及扩建规划,整体而言,仍以A123、Phostech、Valence及台塑长园等公司在技术及量产实力上取得领先的地位。

而在最引人注目的专利布局争议上,尽管磷酸铁锂其实是一种存在于自然界的天然矿石,且归属于美国德州大学Dr。Googenough所拥有的原始专利权事实上仅止于北美地区(含美国及加拿大),然而因前有日本NTT公司于2009年支付高额和解金解决专利纠纷,后有日(三井造船、住友大阪水泥)、美(A123)、台湾(立凯、尚志)等公司支付巨额的授权金与权利金,加入以Sud Chemie为首的专利联盟,更让磷酸锂铁材料的专利问题成为众多新能源领域厂商无可避免的发展障碍与心病。然而,以专利问题来影响或阻碍已刻不容缓的新能源产业的进步与发展,实非全体人类之福,就算妥协后支付巨额的权利金,亦将因材料成本过高而阻碍了磷酸铁锂材料于市场的渗透及扩大应用,这岂是造物主赐给我们这种天然矿产与聪明才智的初衷呢

可幸的是,专利争议的后续发展上并不是那么的悲观,首先是2008年12月份,欧盟专利局作出裁决,撤销了授予美国德州大学对磷酸铁锂材料的欧洲专利拥有权,继而在2011年2月份,Phostech所在的加拿大专利局亦判决PhostechP1厂制程侵犯美国Valence的专利。而在此期间,台湾的台塑长园亦陆续取得美国、俄罗斯、台湾与中国的发明专利,专利范围涵盖材料结构、制程与极片、电池制作等三大部份,有关专利的这些发展,对于中国及全球各电池芯厂与新能源产业链相关厂商而言,不啻是打了一剂强心针,将可以更积极、更正面的态度来规划锂铁产业的发展与应用。

专利的发明,是要让我们生存的环境更健康、更进步,不应被用以阻碍社会的进步与发展才是!期望在不久的将来,能见到磷酸锂铁材料或其它更环保、效能更高、更具竞争力的新储能材料被广泛的应用,降低对石油能源或核能的依赖,并减少使用不环保、污染性高的电池,希望能藉此进一歩推动节能减碳与改善地球暖化、环境污染的问题,让我们的子子孙孙都能拥有继续生存于绿色且健康之地球的权利!
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