作为当前动力电池的主流,磷酸铁锂电池的能量密度已经接近瓶颈。为了提高电池技术,市场也在不断寻找新的正极材料。于是,能量密度更高、安全性更高的正极材料、低温性能更好的磷酸锰铁锂逐渐进入大众视野,并加速产业化。
磷酸锰铁锂市场空间巨大
磷酸锰铁锂是在磷酸铁锂的基础上添加锰元素而获得的正极材料,被称为磷酸铁锂的升级版。磷酸锰铁锂的制备工艺与磷酸铁锂类似,分为液相法和固相法两大类。
磷酸锰铁锂是锂电池正极材料的重要迭代方向,无论是纯用还是M3P掺混都能在成本及安全性相当的情况下为电池提供更高的能量密度。
磷酸锰铁锂市场空间广阔,根据上海证券测算,预计2023-2025年全球磷酸锰铁锂正极在动力领域的需求量分别为3.7万吨、15.7万吨、35.2万吨,2023-2025年CAGR为207%,产业化进程领先的材料企业有望率先受益。
行业普遍认为,磷酸锰铁锂电池不仅能够保留磷酸铁锂电池成本低等优点,还能弥补磷酸铁锂能量密度低的短板。有数据上显示,磷酸锰铁锂电池可以较磷酸铁锂电池的能量密度提升15%左右。
应用场景上,目前磷酸锰铁锂电池已在两轮车上应用,并有望从两轮走向四轮,有机构预计未来700公里左右续航里程的中端电动车将会大规模应用磷酸锰铁锂电池。
中金公司表示,磷酸锰铁锂作为磷酸铁锂和三元5系的潜在替代材料,预计到2025年,在电动车领域磷酸锰铁锂对磷酸铁锂替代需求将达到56GWh。
工信部去年8月发布的第374批《道路机动车辆生产企业及产品公告》新产品公示中,出现了奇瑞星纪元ES和奇瑞与华为首款合作车型智界S7的身影,上述新车采用了宁德时代子公司生产的三元锂离子+磷酸锰铁锂电池,或意味着宁德时代的磷酸锰铁锂电池装车在即。
此外,磷酸锰铁锂电池还有望搭载在特斯拉新款Model 3高性能版新车上。
企业争相布局磷酸锰铁锂
正极材料行业的头部企业万润新能早已布局磷酸锰铁锂电池领域。2023年半年报中,万润新能表示,公司利用自有的“晶粒尺寸调控技术”、“循环寿命提升技术”、“高性能磷酸锰铁锂正极材料制备技术”等核心技术,有效改善磷酸锰铁锂导电性能及循环性能;同时采用高温固相法开发的第一代高比容量磷酸锰铁锂已进行小批量试生产,产线具备放量生产条件。此外,公司也在开展第二代容量型磷酸锰铁锂产业化研究,目前已进入中试阶段,目标开发出高容量型磷酸锰铁锂正极材料,达到行业领先水平。
近日,亿纬锂能在投资者互动平台表示,公司看好磷酸锰铁锂电池的发展,并已做了相关技术布局。公司一贯坚持以科技创新推动高质量发展,时刻关注与行业内及上下游相关的新技术、新材料的动向,并积极参与,以持续提升产品品质和优化生产成本。
湖南裕能的磷酸锰铁锂产品已进入试生产阶段,正在积极推进客户认证中,在粉末压实、容量、倍率、低温性能等多项性能上表现优异,公司已在云南基地规划了项目布局,其产线可与磷酸铁锂产线柔性切换。
德方纳米则公开称,磷酸锰铁锂具有更高的电压平台、更高的能量密度、更好的低温性能及安全性高、瓦时成本低等优势,将在动力电池领域具有广阔的应用空间。作为新一代正极材料,大规模应用需要一定的验证周期。随着采用“三元锂离子+磷酸铁锰锂电池”的车型落地,磷酸锰铁锂的产业化应用进程开始加速,公司已建成11万吨磷酸锰铁锂产能,并已实现商业化应用,开始批量供应装车,出货量根据客户需求节奏逐渐增加。
去年9月4日,韩国电池制造商三星SDI则在德国慕尼黑车展上首次展示了其磷酸锰铁锂电池产品。
除了以上提到的企业,比亚迪、容百科技、当升科技等企业也在加快进行磷酸锰铁锂技术及相关产品的研发。
磷酸锰铁锂还受到资本的关注,今年1月,泓原新能源宣布完成数千万元天使轮融资,本轮由麟阁创投、知名产业投资人共同投资,所筹资金主要用于千吨中试线设备投入。泓原新能源是一家专注于锂电池、钠电池磷酸盐正极材料研发商,团队主要来自宁德时代、中南大学等新能源头部企业与知名院校。
总结
泓原新能源创始人吴关博士指出,“磷酸锰铁锂所呈现的优异性能,以及本征问题不断被攻克,有望成为磷酸铁锂的终结者,或彻底替代三元锂。”
中金公司研报分析,在全球锂电需求高增、行业产能加速落地、产业链加码国际化的背景下,磷酸锰铁锂等新技术领先或者具有国际化先发布局优势的正极材料企业有望迎来阿尔法成长机遇。
不过,当前磷酸锰铁锂还处于早期发展阶段,仍然面临着不少挑战。有专业人士指出,磷酸锰铁锂处于量产前夕,目前瓶颈在于正极材料的大批量生产,由于存在电子电导率低、锰易溶出等问题导致锰铁锂加工难度较高,需通过多种方法改性。