中國儲能網(wǎng)訊：磷酸錳鐵鋰電池量產(chǎn)進程再度受到行業(yè)關注。
繼4680大圓柱的量產(chǎn)之路逐漸步入正軌后，特斯拉CEO馬斯克又展現(xiàn)了對錳基正極電池的興趣。近日，馬斯克表示，特斯拉一直探索欲在電池中使用更多錳材料，目前看到了錳基陰極電池的化學潛力。
在鋰電正極升級路線中，這不得不讓人聯(lián)想到當下正處于“啟動加速”階段的磷酸錳鐵鋰電池。
當前磷酸鐵鋰電池經(jīng)過多年的政策支持和技術突破，在能量密度上的瓶頸依舊存在，提升空間不大，同時鋰價持續(xù)飆升，也讓主打性價比的磷酸鐵鋰電池經(jīng)不起長期的價格上漲，因此市場將目光投向了磷酸鐵鋰的升級版——磷酸錳鐵鋰。
行業(yè)人士判斷，錳鐵鋰電池產(chǎn)業(yè)化已開始逐漸加速，這一技術有望在2023年下半年大規(guī)模量產(chǎn)，開始應用于乘用車上。
能量密度提升15-20%
更高的能量密度，是磷酸錳鐵鋰相較磷酸鐵鋰的核心優(yōu)勢。
據(jù)悉，磷酸錳鐵鋰理論容量與磷酸鐵鋰相同，為170mAh/g，但它擁有更高的電壓平臺，可以達到4.1V左右，遠高于磷酸鐵鋰的3.4V，因此具有潛在的高能量密度優(yōu)勢。當磷酸錳鐵鋰的實際容量發(fā)揮到與磷酸鐵鋰相同的程度，其能量密度比磷酸鐵鋰提高15-20%，續(xù)航里程上限進一步突破。
同時，磷酸錳鐵鋰兼具相同的低成本、高安全性能，高熱穩(wěn)定性，針刺、過充不發(fā)生自燃，壽命長、安全無爆炸風險的優(yōu)點。
對此三元電池，其在電壓高、安全性高、循環(huán)壽命長、在低成本的同時擁有與5系NCM電池幾乎相同的能量密度。
從資源獲取的角度考量，磷酸錳鐵鋰原料成本低，環(huán)境友好，材料的市場前景廣闊。
此外，除了在磷酸鐵鋰的基礎上升級，還可以通過使用磷酸錳鐵鋰包覆三元材料，改善三元材料的安全性能、低溫性能及成本。
天津斯科蘭德總經(jīng)理李積剛表示，經(jīng)過測試，磷酸錳鐵鋰復合80%的三元523材料后，其能量密度影響不大，但顯著提高了安全性能，并降低了三元電池體系的整體成本。
有人士預計，在未來的兩三年，磷酸錳鐵鋰仍以混合使用為主。
在具備多重優(yōu)勢下，磷酸錳鐵鋰此前商業(yè)化進程卻遲遲未到，一方面是政策因素影響，另一方面則是其自身導電性、壓實密度、循環(huán)壽命等短板尚未解決。
此前如比亞迪2013年就曾申請過相關專利，2015年連續(xù)申請了多款磷酸錳鐵鋰專利，但后續(xù)未有進展。
目前隨著碳包覆、納米化、補鋰技術等改性技術的進步，磷酸錳鐵鋰產(chǎn)業(yè)化進程開始加速。一旦磷酸錳鐵鋰電池電壓的不穩(wěn)定性得到根本性解決，有望大規(guī)模地被應用于電動汽車。
大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化前夜
產(chǎn)業(yè)鏈公司均開始涉足磷酸錳鐵鋰，產(chǎn)業(yè)化爆發(fā)正處前夕。目前來看，由于兩輪電動車等小電動領域的電池認證周期較短，磷酸錳鐵鋰技術推廣較快，已逐漸上量。
當前，星恒、天能均以磷酸錳鐵鋰作為戰(zhàn)略方向，不斷加快生產(chǎn)布局。
天能生產(chǎn)的磷酸錳鐵鋰18650電池成功應用在小牛的最新款F0系列電動車中，稱其低溫性能提升超過25%；星恒將錳酸鋰和磷酸錳鐵鋰混摻，推出“LONG終身保”產(chǎn)品，采用第二代單晶錳酸鋰材料搭配長壽命、高安全磷酸錳鐵鋰材料，單芯循環(huán)達3000次。
動力電池企業(yè)方面，目前擁有磷酸錳鐵鋰技術儲備的電池廠商包括：寧德時代、比亞迪、國軒高科等，主要以專利技術研發(fā)、投資布局為主。
2021年12月，寧德時代以4.13億元投資了江蘇力泰鋰能。 據(jù)悉，該公司主打產(chǎn)品正是磷酸錳鐵鋰材料。 此外，寧德時代今年2月份還指出，公司計劃推出新產(chǎn)品M3P，稱之為磷酸鹽體系的三元產(chǎn)品，產(chǎn)品含有錳等多種金屬元素，成本較三元下降。
國軒高科自主研發(fā)的“FP1865140-15Ah方形磷酸錳鐵鋰鋰離子蓄電池”獲得安徽省新產(chǎn)品的榮譽；公司已申請大量正極材料相關專利，重點布局磷酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰和三元材料。
對于正極材料企業(yè)而言，新型磷酸鹽系正極將是新的增長點。起點鋰電大數(shù)據(jù)統(tǒng)計，目前全國布局磷酸鐵鋰材料生產(chǎn)的上市公司已超 25 家，2021以來已規(guī)劃總產(chǎn)能超440萬噸。
但是眾多玩家的進入帶來了產(chǎn)能過剩的風險，且單靠磷酸鐵鋰正極材料這一項業(yè)務難以支撐后續(xù)市場競爭，為此新型磷酸鹽系正極如磷酸錳鐵鋰正極材料等的研發(fā)和迅速量產(chǎn)將有望構筑壁壘，保證正極材料廠商在行業(yè)內(nèi)的優(yōu)先地位和話語權。
當下已在磷酸錳鐵鋰有所布局的正極廠商包括：德方納米、鵬欣資源、當升科技、中貝新材料、天津斯特蘭等。
去年9月，德方納米公告稱，公司擬在曲靖經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)建設“年產(chǎn)10萬噸新型磷酸鹽系正極材料生產(chǎn)基地項目”。業(yè)界推測，此次新投建的項目可能就是磷酸錳鐵鋰產(chǎn)品。
此外，有消息稱公司新型磷酸錳鐵鋰已開始送樣，預計1-2年后可實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，疊加正極補鋰技術，該電池能量密度可提高20%，循環(huán)壽命可達1萬次，年底產(chǎn)能12萬噸，明年18-20萬噸。
當升科技目前正在針對電動車和高端儲能市場專項開發(fā)高性能的磷酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰材料。鵬欣資源子公司力泰鋰能擁有2000噸磷酸錳鐵鋰生產(chǎn)線。2021年9月至2022年3月，計劃新增建設年產(chǎn)3000噸磷酸錳鐵鋰設備。
今年1月，由中貝科技、鵬冠新材料、百民冠達共同投資的中貝材料3萬噸磷酸錳鐵鋰項目落戶山西。
此外，據(jù)測，磷酸錳鐵鋰單噸錳用量約0.2－0.3噸。未來隨著磷酸錳鐵鋰放量，電池級錳源需求有望迎來新一輪高增長。目前與錳產(chǎn)業(yè)相關企業(yè)包括紅星發(fā)展、南方錳業(yè)、湘潭電化、中鋼天源等。
