摘要
磷酸錳鐵鋰是升級版的磷酸鐵鋰,也是三元材料的“好伴侶”。磷酸錳鐵鋰的興起,將弱化磷酸鹽系材料與三元材料的“對立”,將彼此的優勢互相融合。
近期,磷酸錳鐵鋰新材料賽道成為行業關注焦點。在一季度市場情緒較為低迷的情況下,仍有諸多磷酸錳鐵鋰新建產能落地。究其原因,是因為磷酸錳鐵鋰在材料性能與成本上實現了極致的平衡。
雖然從理論上的性能表現來看,固態電池被視為鋰電的終極技術。但是在固態電池量產“遙遙無期”的情況下,錳基電池,尤其是磷酸錳鐵鋰路線被視為可行性更強的過渡方案。
磷酸錳鐵鋰:三元材料的“好伴侶”
磷酸錳鐵鋰可同時彌補磷酸鐵鋰和三元材料的短板,因此被視為磷酸鐵鋰和三元5系的潛在替代材料。
磷酸鐵鋰電池能量密度低的原因之一在于低電壓。添加錳后,可以將電池電壓從3.4v提升至4.1V,相應將能量密度提升15-20%,并具有更好的低溫性能。
由于保持了和磷酸鐵鋰相同的有序橄欖石型結構,磷酸錳鐵鋰與三元材料對比延續了高安全、高熱穩定性優勢,并且成本大幅降低。
除了單獨使用,由于錳鐵鋰與三元電壓窗口接近,也可以與三元材料復合使用,這種復合材料兼具低成本、高安全性、高能量密度、長循環多項優勢,堪稱“六邊形戰士”。
去年7月,當升科技和容百科技均發布了磷酸錳鐵鋰材料新品。當升科技發布的LMFP-6M1是將磷酸錳鐵鋰單獨使用,錳含量達65%,可以與目前的磷酸鐵鋰產線共用。容百科技發布了四款磷酸錳鐵鋰產品,均是與高鎳三元混摻使用,磷酸錳鐵鋰材料混合比例從5%~95%不等,電池能量密度在210Wh/kg~270Wh/kg不等。
同期,容百科技收購了在磷酸錳鐵鋰細分賽道的代表企業斯蘭科德。斯科蘭德2022年的產能規模為6200噸/年,2023年中旬將擴建至11000噸/年,累計出貨量超千噸。
據斯科蘭德總經理李積剛向高工鋰電介紹,行業以前多采用與5系三元材料復合的方式,獲容百科技持股后,斯科蘭德陸續推出與6系、8系三元復合的產品。根據實驗室數據,錳鐵鋰與8系三元復合后的能量密度與5系三元相近,不僅循環壽命提升近30%,成本也降低了30%,同時安全性能大大改善。
李積剛認為,磷酸錳鐵鋰是升級版的磷酸鐵鋰,也是三元材料的“好伴侶”。磷酸錳鐵鋰的興起,將弱化磷酸鹽系材料與三元材料的“對立”,將彼此的優勢互相融合。未來,客戶將根據實際的終端使用場景,靈活決定錳元素的摻雜比例,更加精確地實現材料性能的定制。
當前行業處于第一輪“跑馬圈地”階段,綁定優質客戶、量產專利工藝領先的正極材料企業有望構筑起競爭壁壘。
磷酸錳鐵鋰2023起將規模放量
不少電池企業也在積極布局磷酸錳鐵鋰電池。當前磷酸錳鐵鋰已在小動力兩輪車成功應用,有行業人士判斷,經過上半年的裝車驗證期,磷酸錳鐵鋰電池有望在2023年第三季度起進入大動力規模應用階段。
2022年8月,中創新航宣布業內首發OS高錳鐵鋰電池。第一代利用OS技術的磷酸鐵鋰電池包能量密度達到了152Wh/kg。
同月,星恒電源與珩創納米簽署戰略合作協議。雙方將共同完善磷酸錳鐵鋰產品產業鏈。星恒電源還與龍蟠科技子公司常州鋰源就磷酸錳鐵鋰材料項目簽署戰略合作協議。
9月,孚能科技在戰略及新品發布會上表示,計劃在2023年推出第一代磷酸錳鐵鋰產品,與磷酸鐵鋰產品一同形成從200Wh/kg到240Wh/kg的能量密度覆蓋。
瑞浦蘭鈞表示,2023-2024年,公司的磷酸錳鐵鋰能量密度將做到500Wh/L,支持純電車型800公里續航。
國軒高科相關負責人表示,公司在錳基電池方面進行多年的技術儲備,獲得多項專利及新產品認證。此前曾發布過一款210Wh/kg的磷酸錳鐵鋰電池L600。
本周寧德時代在投資者平臺上表示,將全力推進M3P等新材料體系電池的產業化應用。據悉M3P 并不是真正意義上的磷酸錳鐵鋰電池,但其能量密度高于磷酸鐵鋰,成本優于三元電池,定位與磷酸錳鐵鋰頗為相似。
從終端場景來看,除了電動汽車外,儲能企業也在試水磷酸錳鐵鋰應用。遠東電池負責人曾表示,“公司將通過應用小粒徑磷酸錳鐵鋰材料、功能電解液開發、干法捏合極片工藝、LMFP復合正極體系等進一步提升磷酸錳鐵鋰電芯的安全性、性價比、低溫性能、循環性能。”
“十四五”國家重點研發計劃中,“低成本長壽命錳基儲能鋰離子電池”被列為“儲能與智能電網技術”重點專項項目。
目前,磷酸錳鐵鋰大規模工業化生產的難點在于電導率低+電壓不穩定+錳溶出,導致材料性能和成本難以兼顧。
隨著碳包覆、離子摻雜、納米化等技術改性方案的推出和應用,磷酸錳鐵鋰電池的應用市場將充滿想象。
審核編輯 :李倩
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原文標題:磷酸錳鐵鋰:打破材料性能與成本的“蹺蹺板效應”
文章出處:【微信號:weixin-gg-lb,微信公眾號:高工鋰電】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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