中國儲能網(wǎng)訊：呼吁已久的磷酸錳鐵鋰再次激發(fā)產(chǎn)業(yè)熱潮。
工信部發(fā)布第374批《道路機(jī)動車輛生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品公告》顯示，有4款車型裝配了三元鋰離子+磷酸錳鐵鋰電池，供應(yīng)商為寧德時代全資子公司——江蘇時代新能源科技有限公司。
從實驗室走到大眾消費(fèi)者手中，磷酸錳鐵鋰電池已正式開啟商業(yè)化生產(chǎn)。
從近期各大鋰電巨頭緊鑼密鼓公布的產(chǎn)能規(guī)劃、量產(chǎn)信息以及裝車時間表來看，毫無疑問，磷酸錳鐵鋰的量產(chǎn)元年正在到來。
作為產(chǎn)業(yè)內(nèi)關(guān)注頗久的一款技術(shù)路線，磷酸錳鐵鋰被視為磷酸鐵鋰的下一代升級路線，通過在磷酸鐵鋰中摻雜錳元素，進(jìn)一步提升能量密度和電壓。
有電池大廠對高工鋰電表示，從技術(shù)路線來看，磷酸錳鐵鋰的未來趨勢明確，已經(jīng)成為了各大鋰電、整車廠商的推進(jìn)路線。
市場背景方面，在動力電池領(lǐng)域，磷酸鐵鋰市場占據(jù)過半江山，今年1-7月，磷酸鐵鋰電池裝機(jī)量達(dá)125.6GWh，占總裝車量的68.1%
下游車市亦在磷酸鐵鋰技術(shù)的加持下發(fā)生微妙變化。上半年以來，我國新能源汽車銷量達(dá)303萬輛，同比增長38%，PHEV車型銷量達(dá)92.1萬輛，同比增長102%。作為磷酸鐵鋰裝車的主力車型，PHEV市場的高速增長，傳遞出下游對磷酸鐵鋰路線的偏好以及低成本、高能量密度、高安全性的平衡訴求。
需求向上，鐵鋰路線的成功更激發(fā)材料、電池廠商在磷酸錳鐵鋰路線的擴(kuò)產(chǎn)熱情。
另外，相比于現(xiàn)有的磷酸鐵鋰格局，磷酸錳鐵鋰技術(shù)新穎，市場空白，先發(fā)廠家在商業(yè)化量產(chǎn)后可以率先獲得產(chǎn)品溢價能力。
種種因素影響下，磷酸錳鐵鋰正帶來新一輪電池生態(tài)的變革。
鋰電巨頭扎堆磷酸錳鐵鋰
從技術(shù)特征來看，更低的成本以及更高的能量密度是磷酸錳鐵鋰顯著的優(yōu)勢。
得益于更高的電壓平臺，理論上，磷酸錳鐵鋰的能量密度可比磷酸鐵鋰高出15%-20%；另一方面，磷酸錳鐵鋰中摻雜錳，全球錳礦資源豐富，考慮到能量密度提升帶來的單瓦時成本降低，磷酸錳鐵鋰成本比磷酸鐵鋰成本低5%-10%。
在安全性方面，磷酸錳提鋰依舊屬于磷酸鹽體系，熱失控表現(xiàn)上與磷酸鐵鋰相當(dāng)。
值得關(guān)注的是，磷酸錳鐵鋰具有良好的低溫性能。在-20℃的條件下，磷酸錳鐵鋰能保持近80%的容量。
這不僅僅是對于國內(nèi)高緯度地區(qū)電動車市場的開拓有帶動作用，放在國際市場，以歐美為代表的新能源汽車市場集中在北緯30°以上的溫帶地區(qū)，對低溫性要求高。
進(jìn)一步延伸到國際市場的磷酸鐵鋰路線與三元路線選擇上。國際市場向來由三元電池占主導(dǎo)，在磷酸錳鐵鋰克服低溫性，兼具高能量密度、低成本、安全性下，有望進(jìn)一步擴(kuò)大磷酸系電池市場份額。
在儲能方面，有電芯材料工程師對高工鋰電稱，磷酸錳鐵鋰同樣也可以應(yīng)用到儲能市場，動力+儲能雙賽道，都可以提升磷酸錳鐵鋰的市場空間。
目前，國內(nèi)鋰電巨頭已爭相開展了磷酸錳鐵鋰的布局。
寧德時代、比亞迪、億緯鋰能等多家鋰電企業(yè)均積極推進(jìn)磷酸錳鐵鋰電池的研發(fā)和生產(chǎn)，眾多電池正極材料廠商紛紛前瞻性布局磷酸錳鐵鋰正極材料相關(guān)技術(shù)，共同推進(jìn)磷酸錳鐵鋰產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程和應(yīng)用。
據(jù)高工鋰電不完全梳理，已有10余家鋰電巨頭在磷酸錳鐵鋰開展布局，并形成超百萬噸級的產(chǎn)能。
容百科技、湖南裕能、德方納米擴(kuò)產(chǎn)熱情最高。其中容百科技至2030年已規(guī)劃56萬噸磷酸錳鐵鋰產(chǎn)能，湖南裕能初步規(guī)劃32萬噸磷酸錳鐵鋰產(chǎn)能，德方納米已建成11萬噸磷酸錳鐵鋰產(chǎn)能。
從整個產(chǎn)業(yè)鏈來看，磷酸錳鐵鋰戰(zhàn)場已經(jīng)匯聚了材料龍頭、電池龍頭乃至整車龍頭?？梢姡姿徨i鐵鋰已被視為必爭的戰(zhàn)場。
不低的技術(shù)門檻
從工藝特點(diǎn)來看，磷酸錳鐵鋰的主流生產(chǎn)工藝包括固相法和液相法。
固相法優(yōu)點(diǎn)在于設(shè)備和工藝簡單，成本較低，適合工業(yè)化生產(chǎn)，其缺點(diǎn)是固相不均勻，難以控制產(chǎn)物的晶型和顆粒大小，一致性較差。液相法的優(yōu)勢在于能使原料在分子水平上的混合更均勻，產(chǎn)物的尺寸和形貌可控，劣勢在于工藝復(fù)雜，需要耐高溫高壓的反應(yīng)設(shè)備，成本高。
基于兩種生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)，固液相結(jié)合的方式將成為磷酸錳鐵鋰的生產(chǎn)趨勢。結(jié)合固相法、液相法的生產(chǎn)特點(diǎn)，可以在環(huán)保、規(guī)模量產(chǎn)、成本等多個方面匹配不同電池廠商的生產(chǎn)要求。
目前，容百科技在磷酸錳鐵鋰已實現(xiàn)二代固液一體化生產(chǎn)，當(dāng)升科技亦采用固液相結(jié)合的生產(chǎn)辦法。
磷酸錳鐵鋰由磷酸鐵鋰演變而成，但其技術(shù)難度并不低。
容百斯特蘭德總經(jīng)理李積剛對高工鋰電表示，一個關(guān)鍵的工藝問題在于，在加工過程中，鐵鋰是半導(dǎo)體，錳鐵鋰是絕緣體，錳鐵鋰的顆粒很小導(dǎo)致加工技術(shù)路線難度大。錳元素的加入，導(dǎo)致電池材料的合成配方改變，進(jìn)而影響整個生產(chǎn)體系。
李積剛進(jìn)一步表示，盡管磷酸鐵鋰和磷酸錳鐵鋰生產(chǎn)工藝類似，但涉及一系列工藝以及產(chǎn)線良率問題，磷酸鐵鋰向磷酸錳鐵鋰需要新建產(chǎn)線，反之，磷酸錳鐵鋰產(chǎn)線可以快速切換成磷酸鐵鋰產(chǎn)線。
磷酸錳鐵鋰還搭配了一系列的改性技術(shù)，包括在磷酸錳鐵鋰中加入適量碳進(jìn)行碳包覆，從而阻止顆粒接觸，抑制顆粒增長；通過離子摻雜，在磷酸錳鐵鋰晶格中產(chǎn)生空位或改變原子間鍵長，提高材料電化學(xué)性能；通過材料納米化，提升Li+的遷移速度，進(jìn)一步提升電池充放電容量和倍率性能。
從磷酸鐵鋰過渡到磷酸錳鐵鋰是綜合技術(shù)體系的升級，這也實際導(dǎo)致，當(dāng)前市場上，實際具備磷酸錳鐵鋰量產(chǎn)能力的廠商并不多。
磷酸錳鐵鋰對當(dāng)前的三元和鐵鋰會形成怎樣的沖擊？
據(jù)高工鋰電了解，目前業(yè)內(nèi)也存在不一樣的爭執(zhí)，有電池大廠對高工鋰電表示，對現(xiàn)有的鐵鋰市場沖擊較大。
李積剛則認(rèn)為，磷酸錳鐵鋰的出現(xiàn)并非對現(xiàn)有三元和鐵鋰市場的完全替代，而是在能量密度、低溫性等各方面彌補(bǔ)現(xiàn)有鐵鋰、三元市場的短板，進(jìn)而放大鐵鋰、三元電池的應(yīng)用場景。
本身磷酸錳鐵鋰的錳元素?fù)胶坎⒉桓撸姿徨i鐵鋰+三元的思路也可以加大三元電池的應(yīng)用空間，從而在整個電池生態(tài)上擴(kuò)展應(yīng)用邊界。磷酸錳鐵鋰市場帶來的邊際增量也將遠(yuǎn)大于對現(xiàn)有材料替代帶來的損失。
產(chǎn)業(yè)化加速進(jìn)行
磷酸錳鐵鋰的產(chǎn)業(yè)化路程在行業(yè)龍頭的帶動下仍在加速推進(jìn)。
其實，行業(yè)對磷酸錳鐵鋰路線的關(guān)注并非這幾個月的事情。
早在2022年，磷酸錳鐵鋰已引發(fā)一波行業(yè)熱潮。2022年7月，容百科技表示，將通過并購的形式，快速切入磷酸鐵鋰市場。同年7月，容百科技并購了磷酸錳鐵鋰公司天津斯科蘭德，以3.89億元的價格收購后者68.25%的股權(quán)。
此前，寧德時代、欣旺達(dá)、億緯鋰能磷酸錳鐵鋰電池已傳出通過電池中試環(huán)節(jié)，并送樣下游車企測試。比亞迪旗下弗迪電池亦傳出開始小批量采購磷酸錳鐵鋰材料，并處于內(nèi)部研發(fā)階段。
區(qū)別于2022年，磷酸錳鐵鋰處于實驗室或者車間測試。2023年，從鋰電產(chǎn)業(yè)上游材料廠商，到下游車企，磷酸錳鐵鋰的放量已然明確。
李積剛表示，從車企的視角來看，從400km到600km，再到800km，電動汽車的技術(shù)迭代要求一直存在，磷酸錳鐵鋰也是響應(yīng)下游車企的技術(shù)升級訴求。
高工鋰電產(chǎn)業(yè)研究院（GGII）數(shù)據(jù)顯示，2023年國內(nèi)磷酸錳鐵鋰正極材料出貨量有望超過1.5萬噸，市場規(guī)模有望超10億元，2025年磷酸錳鐵鋰正極材料出貨有望超20萬噸，市場規(guī)模有望超100億元。
容百科技表示，公司磷酸錳鐵鋰材料客戶已達(dá)80余家，上半年通過了多家動力電池客戶的審廠，在四輪方面的裝車進(jìn)度上已完成夏試，三季度將進(jìn)入冬試，預(yù)計年底會實現(xiàn)大規(guī)模裝車。
容百科技還表示，目前公司磷酸錳鐵鋰單萬噸投資額低于1億元。
德方納米表示，公司磷酸錳鐵鋰材料已通過客戶的批量驗證，產(chǎn)品經(jīng)過了多輪的測試驗證和性能優(yōu)化提升，在循環(huán)壽命、能量密度等指標(biāo)上處于領(lǐng)先地位。
商業(yè)量產(chǎn)加速下，新一輪磷酸錳鐵鋰規(guī)模裝車潮即將來臨。
