中國儲能網(wǎng)訊：作為磷酸鐵鋰電池的重要升級版本，磷酸錳鐵鋰電池一直以來憑借高電壓、高安全性、低成本等優(yōu)勢被市場寄予厚望。不過，有業(yè)內(nèi)人士表示，目前來看，磷酸錳鐵鋰電池仍處于大規(guī)模量產(chǎn)前夜，未來仍需進(jìn)一步突破技術(shù)瓶頸，加速產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
■企業(yè)布局
磷酸錳鐵鋰是在現(xiàn)有磷酸鐵鋰正極材料添加錳元素所得，可用于多個領(lǐng)域，包括儲能電池和動力電池。據(jù)了解，目前包括國軒高科、億緯鋰能、欣旺達(dá)在內(nèi)的動力電池企業(yè)，都已涉足磷酸錳鐵鋰電池，湖南裕能、德方納米、容百科技、萬潤新能等材料企業(yè)也有技術(shù)布局。
日前，容百科技披露投資者關(guān)系活動記錄表顯示，上半年，該公司磷酸錳鐵鋰出貨達(dá)到2023全年出貨總量，同比增長166%。一代EV產(chǎn)品摻混三元方案在客戶端鎖定規(guī)格并實現(xiàn)首批量產(chǎn)，同時，磷酸錳鐵鋰純用方案完成頭部客戶定點。低成本、高性能固液一體化產(chǎn)品上半年完成驗證，預(yù)計下半年實現(xiàn)全面量產(chǎn)。據(jù)了解，今年2月、3月，容百科技還分別與LG新能源、SK On簽署合作協(xié)議，將圍繞磷酸錳鐵鋰等材料展開深度合作。
7月，湖南裕能表示，目前公司磷酸錳鐵鋰產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)展順利，特別在錳溶出、高溫循環(huán)和壓實密度等性能方面取得較大突破。
4月，德方納米提到，公司現(xiàn)有磷酸錳鐵鋰產(chǎn)能11萬噸/年，已開始商業(yè)化應(yīng)用。格林美則透露，2023年公司萬噸磷酸錳鐵鋰示范線建成，將較好利用公司錳資源回收優(yōu)勢來發(fā)展磷酸錳鐵鋰正極材料。
磷酸錳鐵鋰比磷酸鐵鋰具有更高的電壓平臺，理論能量密度比磷酸鐵鋰高出20%，能夠一定程度上突破磷酸鐵鋰面臨的能量密度瓶頸。與三元材料相比，磷酸錳鐵鋰電池安全性也更高。
同時，錳的儲量較大，不屬于稀有金屬，磷酸錳鐵鋰?yán)碚撋媳痊F(xiàn)有的磷酸鐵鋰電池成本低10%—15%。德方納米表示，磷酸錳鐵鋰相較磷酸鐵鋰，引入了錳元素，生產(chǎn)成本對比磷酸鐵鋰有所提高，但磷酸錳鐵鋰比磷酸鐵鋰具有更高的能量密度，能量密度的提升可以減少材料的使用量，瓦時成本比磷酸鐵鋰更低。
高工產(chǎn)研預(yù)計，2024年，磷酸錳鐵鋰出貨量將超3萬噸，增長將超500%。
■尚存短板
2023年，磷酸錳鐵鋰電池一度被廣泛熱議，不少業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為其已處于產(chǎn)業(yè)化初期階段。不過，目前，磷酸錳鐵鋰出貨量仍不足，市場需求增長緩慢，短期內(nèi)難以實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。
德方納米今年4月接受機構(gòu)調(diào)研時提到，在磷酸錳鐵鋰需求尚未大規(guī)模放量的背景下，公司會根據(jù)磷酸鐵鋰的市場需求情況，切換部分磷酸錳鐵鋰產(chǎn)線生產(chǎn)磷酸鐵鋰。
事實上，磷酸錳鐵鋰電池雖然性能優(yōu)勢突出，但短板也明顯。中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所研究員夏永高在接受《中國能源報》記者采訪時指出:“錳元素的加入可以提升原本磷酸鐵鋰電池的能量密度，但錳加入后，材料的鋰離子擴散速度和電子電導(dǎo)率均會降低。因此，為實現(xiàn)磷酸錳鐵鋰更高的放電比容量，需要減小材料一次顆粒尺寸，但小的納米顆粒也帶來一系列副作用，如吸水性高，以及其導(dǎo)致的高溫循環(huán)性能差和脹氣問題?！?
此外，磷酸錳鐵鋰電池由于其雙電壓平臺特性，導(dǎo)致在管理和控制上存在挑戰(zhàn)，可能會影響電池的穩(wěn)定性和可靠性。
受限于技術(shù)瓶頸，不少業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，短期內(nèi)磷酸錳鐵鋰將多以復(fù)配三元材料方式應(yīng)用。據(jù)了解，磷酸錳鐵鋰為主要成分摻雜三元材料可改善磷酸錳鐵鋰的導(dǎo)電性并增加能量密度，三元為主要成分摻雜磷酸錳鐵鋰能夠提高三元材料的安全性和循環(huán)性能。
■提升純用能力
磷酸錳鐵鋰電池產(chǎn)品技術(shù)升級空間大，市場潛力正不斷被激發(fā)。隨著新能源汽車和儲能系統(tǒng)的快速發(fā)展，磷酸錳鐵鋰作為高性能、低成本的電池材料，預(yù)計未來幾年，全球磷酸錳鐵鋰市場規(guī)模將實現(xiàn)快速增長。在此背景下，各大廠商將紛紛加大投入，以提升磷酸錳鐵鋰的生產(chǎn)能力和技術(shù)水平。
值得注意的是，目前行業(yè)尚未形成統(tǒng)一的錳鐵比例，但錳鐵比例含量對磷酸錳鐵鋰的性能有關(guān)鍵影響。中郵證券指出，在實際放電過程中，隨著錳鐵比例改變，磷酸錳鐵鋰中錳和鐵對應(yīng)的電壓平臺所占的比容量也隨之改變，較高的錳含量雖然能夠維持較高的電壓平臺，但會降低材料的比容量，從而降低對能量密度的提升效果。
“針對不同的應(yīng)用場景，綜合平衡錳鐵比、電化學(xué)性能和物理性能等至關(guān)重要，不應(yīng)一味追求更高的錳含量?！毕挠栏弑硎?。
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，磷酸錳鐵鋰初期是摻混使用，但純用可更好滿足市場需求，預(yù)計未來摻混比例將會進(jìn)一步提高，最終由混用邁向純用。同時，針對技術(shù)瓶頸和純用產(chǎn)品鮮有突破的問題，企業(yè)需加大研發(fā)力度，優(yōu)化制備工藝，提高產(chǎn)品性能和一致性。此外，還需要積極拓展應(yīng)用領(lǐng)域，以增加市場需求。
