动力电池厂商又整新活了。市场消息称,多家电池厂商正在极力推进磷酸锰铁锂电池的研发和生产。据报道,多家锂电池企业表示正在研究并布局磷酸锰铁锂电池。据了解,铁锂正极能量密度已接近理论极值,锰铁锂或将成为铁锂企业新增长点:在兼具安全性、低成本优势的基础上,实现能量密度提升。
有关于磷酸铁锂电池和三元锂电池的优劣之说一直有争论,而市场结构的变化也具象化了这种双方观念博弈的状态。
在新能源汽车起步阶段,2014年磷酸铁锂所占市场份额为82%,然而由于三元锂电池的能量密度更高,可以获得更多补贴,磷酸铁锂电池的装机量越来越低,2019年市占率降至32%,而三元锂电池的装机量则达到62%。2020年,三元锂电池共装车38.9GWh,占比61.1%;磷酸铁锂电池装车24.4GWh,占比38.3%。
然而形势在2021年开始出现转变,一方面,频繁的电池自燃事故让消费者不得不再次审视电池安全的重要性,另一方面,补贴退坡、原材料价格飞涨也迫使汽车厂商考虑是否还要执着于三元锂电池。
2021年,磷酸铁锂电池装机量累计79.8GWh,占比51.7%;三元锂电池装机量累计74.3GWh,占比48.1%。2022年前6个月,磷酸铁锂电池累计装车量达64.4GWh,占比58.5%;三元锂电池累计装车量达45.6GWh,占比41.4%。磷酸铁锂电池在市占率扩大的情况下,装机量也在逐步增高,2022年半年时间,磷酸铁锂电池的装机量已经接近2021年全年的装机量,甚至比2020年三元电池和磷酸铁锂电池加起来的总装机量都多。
磷酸锰铁锂(LMFP)电池确实是磷酸铁锂(LFP)电池的进阶版。这里要再次提一下,无论是三元锂电池还是磷酸铁锂电池,都指的是电池中的正极材料。马斯克曾经对正极材料做了一个比喻:正极材料可以被看做是储存锂离子的架子,这个架子能够储存多少锂离子决定了电池的能量密度,架子的高度决定了电池释放的能量大小。
磷酸锰铁锂的“架子”比磷酸铁锂多了一个“锰”,锰又是一种导电性非常差的金属元素,这意味着就算加了一味“锰”药,锂离子在“架子”中的进出不会受到很大影响,所以至少在安全性上,磷酸铁锰锂电池是有保证的。
除此之外,锰还具有电压大的特点。正极材料中加入锰,可以提升电压。能量密度是指单位体积内所包含的能量,单位是焦耳/立方。物理告诉我们,焦耳=安培×伏×秒,也就是说,越高的电压意味着越高的能量密度。一般来说,加锰的正极材料电压都比较高,比如LMO锰酸锂以及NCM镍钴锰酸锂。