近幾年來(lái)，全球因?yàn)榄h(huán)境暖化、氣候丕變所造成的天災(zāi)不斷，加速推動(dòng)節(jié)能減碳已成為全球共同需面對(duì)的問題，同時(shí)因?yàn)槿丝诔掷m(xù)的增加及新興國(guó)家的快速發(fā)展需求，加速了各項(xiàng)能源的消耗，油價(jià)的上漲已成為無(wú)法避免的趨勢(shì)，開發(fā)具備綠能環(huán)保概念之新替代性能源已是全球各先進(jìn)國(guó)家的共識(shí)與努力方向，其中更以采用電力來(lái)取代石油的應(yīng)用受到最高的關(guān)注。而如何把由我們生活環(huán)境中垂手可得的自然能量(如太陽(yáng)能、風(fēng)力、地?zé)?、潮汐等物理性發(fā)電能量)妥善的儲(chǔ)存，再適時(shí)適地的放出來(lái)應(yīng)用，關(guān)鍵即在于需找到兼具安全、可靠、使用壽命長(zhǎng)、可依需求進(jìn)行大小電流充放電、耐熱性佳、關(guān)鍵材料蘊(yùn)藏豐富及符合環(huán)保要求等特點(diǎn)的儲(chǔ)能系統(tǒng)，毫無(wú)疑問的…磷酸鐵鋰電池是目前唯一、也是最佳的選擇。

　　鋰電池正極材料發(fā)展近況

　　在各類鋰電池使用的正極材料中，鋰鎳氧(LNO)及鋰鈷氧(LCO)之發(fā)展均早于鋰錳氧(LMO)、鋰三元(NCM或NCA)及磷酸鐵鋰(LFP)材料，鋰三元及鋰鈷氧更為目前3C產(chǎn)業(yè)用充電電池之主軸，以2011年全球近64,000噸的正極材料需求量中，此二項(xiàng)材料即分別占有約44%及34%之市占率，但此二者均因安全性因素(易于電池短路發(fā)生時(shí)產(chǎn)生急速放熱(Thermal runaway)、引起燃燒或爆炸)而無(wú)法被應(yīng)用于大電流放電系統(tǒng)(如電動(dòng)載具、啟動(dòng)電池、UPS等)或較惡劣環(huán)境(如設(shè)置太陽(yáng)能及風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)之長(zhǎng)時(shí)間日曬、高溫環(huán)境)；鋰錳氧應(yīng)是另一種較佳的選擇，其在2011年全球銷售量約6,000噸，但因其高溫環(huán)境(>40℃)下會(huì)產(chǎn)生電壓陡降，材料本身的電容量較低，且循環(huán)壽命及安全性亦較差，故使得磷酸鐵鋰異軍突起，成為下一代新能源產(chǎn)業(yè)最受矚目的材料(2011年全球銷售量約4,000噸，較2009年成長(zhǎng)約400%)。

　　事實(shí)上，在未來(lái)各類型新能源產(chǎn)業(yè)(如太陽(yáng)能、風(fēng)力、燃料電池等)所搭配的儲(chǔ)能電池，除了基本的儲(chǔ)能特性外，亦必須考慮其制造原料的料源是否穩(wěn)定、成本是否合宜以及蘊(yùn)藏量是否豐富等因素，才能發(fā)展出可千百年使用的新能源應(yīng)用系統(tǒng)，而其它各類型的二次充電電池，不管是鈷(Co)、鎳(Ni)或錳(Mn)等金屬元素，其于地殼中的蘊(yùn)藏量均遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及鐵(Fe)元素，鋰鐵系統(tǒng)可因此更能符合未來(lái)新能源發(fā)展的長(zhǎng)期需求;而在成本部份，在過去幾年內(nèi)，透過海峽二岸正極材料業(yè)者的共同努力，在磷酸鐵鋰材料的產(chǎn)能及質(zhì)量上均已快速的提升，成本也更具有競(jìng)爭(zhēng)力，其于鋰電池之成本占比已由原來(lái)的30%以上降為20%以下，將可大幅提升其逐步滲透與擴(kuò)大市場(chǎng)應(yīng)用的速度。

　　正面面對(duì)專利的威脅與挑戰(zhàn)

　　依據(jù)臺(tái)灣某產(chǎn)業(yè)研究機(jī)構(gòu)的研究報(bào)告指出，在2011年全球近4,000噸的磷酸鐵鋰正極材料銷售量中，包括中國(guó)廠商斯特蘭、貝特瑞、山東煙臺(tái)、臺(tái)灣廠商臺(tái)塑長(zhǎng)園、立凱、美國(guó)廠商A123、Valence、加拿大廠商Phostech為全球磷酸鐵鋰正極材料最主要的供應(yīng)廠商，日本三井造船、住友大阪水泥及韓國(guó)韓華亦加速投入大量資源進(jìn)行磷酸鐵鋰材料之研究及擴(kuò)建規(guī)劃，整體而言，仍以A123、Phostech、Valence及臺(tái)塑長(zhǎng)園等公司在技術(shù)及量產(chǎn)實(shí)力上取得領(lǐng)先的地位。

　　而在最引人注目的專利布局爭(zhēng)議上，盡管磷酸鐵鋰其實(shí)是一種存在于自然界的天然礦石，且歸屬于美國(guó)德州大學(xué)Dr. Googenough所擁有的原始專利權(quán)事實(shí)上僅止于北美地區(qū)(含美國(guó)及加拿大)，然而因前有日本NTT公司于2009年支付高額和解金解決專利糾紛，后有日(三井造船、住友大阪水泥)、美(A123)、臺(tái)灣(立凱、尚志)等公司支付巨額的授權(quán)金與權(quán)利金，加入以Sud Chemie為首的專利聯(lián)盟，更讓磷酸鋰鐵材料的專利問題成為眾多新能源領(lǐng)域廠商無(wú)可避免的發(fā)展障礙與心病。然而，以專利問題來(lái)影響或阻礙已刻不容緩的新能源產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展，實(shí)非全體人類之福，就算妥協(xié)后支付巨額的權(quán)利金，亦將因材料成本過高而阻礙了磷酸鐵鋰材料于市場(chǎng)的滲透及擴(kuò)大應(yīng)用，這豈是造物主賜給我們這種天然礦產(chǎn)與聰明才智的初衷呢??

　　可幸的是，專利爭(zhēng)議的后續(xù)發(fā)展上并不是那么的悲觀，首先是2008年12月份，歐盟專利局作出裁決，撤銷了授予美國(guó)德州大學(xué)對(duì)磷酸鐵鋰材料的歐洲專利擁有權(quán)，繼而在2011年2月份，Phostech所在的加拿大專利局亦判決PhostechP1廠制程侵犯美國(guó)Valence的專利。而在此期間，臺(tái)灣的臺(tái)塑長(zhǎng)園亦陸續(xù)取得美國(guó)、俄羅斯、臺(tái)灣與中國(guó)的發(fā)明專利，專利范圍涵蓋材料結(jié)構(gòu)、制程與極片、電池制作等三大部份，有關(guān)專利的這些發(fā)展，對(duì)于中國(guó)及全球各電池芯廠與新能源產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)廠商而言，不啻是打了一劑強(qiáng)心針，將可以更積極、更正面的態(tài)度來(lái)規(guī)劃鋰鐵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與應(yīng)用。

　　專利的發(fā)明，是要讓我們生存的環(huán)境更健康、更進(jìn)步，不應(yīng)被用以阻礙社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展才是! 期望在不久的將來(lái)，能見到磷酸鋰鐵材料或其它更環(huán)保、效能更高、更具競(jìng)爭(zhēng)力的新儲(chǔ)能材料被廣泛的應(yīng)用，降低對(duì)石油能源或核能的依賴，并減少使用不環(huán)保、污染性高的電池，希望能藉此進(jìn)一歩推動(dòng)節(jié)能減碳與改善地球暖化、環(huán)境污染的問題，讓我們的子子孫孫都能擁有繼續(xù)生存于綠色且健康之地球的權(quán)利!

　　供稿者：臺(tái)塑長(zhǎng)園能源科技股份有限公司副董事長(zhǎng)陳勝光

　　( 編輯/李艷嬌 )

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