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電池能量密度提升超15% 磷酸錳鐵鋰產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速
上海證券報(bào) 思瀚產(chǎn)業(yè)研究院    2021-09-17

憑成本低廉、安全性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，磷酸鐵鋰電池實(shí)現(xiàn)“逆襲”。今年8月，磷酸鐵鋰電池產(chǎn)量、年累計(jì)產(chǎn)量、裝車(chē)量已超三元電池。隨著技術(shù)演進(jìn)，磷酸鐵鋰電池的能量密度能否突破“天花板”？近期，磷酸錳鐵鋰作為磷酸鐵鋰電池技術(shù)的“升級(jí)版”，引發(fā)廣泛關(guān)注。

上海證券報(bào)記者從業(yè)內(nèi)了解到，磷酸錳鐵鋰可使電池能量密度提升15%以上。目前，相關(guān)企業(yè)正積極布局磷酸錳鐵鋰產(chǎn)能，經(jīng)歷一兩年左右的認(rèn)證周期和生產(chǎn)放量后，磷酸錳鐵鋰將步入產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

成功運(yùn)用于小動(dòng)力領(lǐng)域

“磷酸錳鐵鋰并非一個(gè)全新的概念，它已在小動(dòng)力兩輪車(chē)、低速車(chē)等領(lǐng)域廣泛運(yùn)用?！碧旖蛩箍铺m德科技有限公司總經(jīng)理李積剛表示，這些領(lǐng)域的電池認(rèn)證周期較短，磷酸錳鐵鋰技術(shù)推廣較快。

“此前，新能源汽車(chē)政策補(bǔ)貼與能量密度掛鉤，因此能量密度較低的磷酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰并不是很受歡迎。但在不受補(bǔ)貼影響的電動(dòng)自行車(chē)領(lǐng)域，企業(yè)和用戶(hù)更關(guān)心性能，磷酸錳鐵鋰由此興起。”星恒電源電池工程院院長(zhǎng)趙成龍表示。

磷酸錳鐵鋰在小動(dòng)力領(lǐng)域的實(shí)踐，無(wú)疑是成功的，其性能明顯優(yōu)于磷酸鐵鋰。李積剛向記者描繪了一幅畫(huà)面：人們騎著磷酸鐵鋰電動(dòng)車(chē)，剛剛還顯示有電量，騎著騎著突然就沒(méi)電了，這是因?yàn)榱姿徼F鋰的前期放電曲線(xiàn)太平，放電結(jié)尾電壓下降太快，其電量在以SOC為代表的管理系統(tǒng)監(jiān)控下敏感度較差。

“磷酸錳鐵鋰電池的放電曲線(xiàn)則與三元電池相似，既擁有高能量密度，又有較好的耐低溫性能，成本也低廉，因此廣泛應(yīng)用于兩輪車(chē)。”李積剛表示。

據(jù)了解，天能股份生產(chǎn)的磷酸錳鐵鋰電池已應(yīng)用于小牛電動(dòng)車(chē)F0系列最新款，產(chǎn)品參數(shù)顯示，其在低溫環(huán)境下續(xù)航里程表現(xiàn)提升25%。兩輪車(chē)電池龍頭企業(yè)星恒電源、天能股份等均把磷酸錳鐵鋰當(dāng)作戰(zhàn)略方向。

單用混用均有多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)

高能量密度，是磷酸錳鐵鋰相較磷酸鐵鋰的核心優(yōu)勢(shì)。

據(jù)李積剛介紹，磷酸錳鐵鋰?yán)碚撊萘颗c磷酸鐵鋰相同，為170mAh/g，但它相對(duì)于Li+/Li的電極電勢(shì)為4.1V，遠(yuǎn)高于磷酸鐵鋰的3.4V，因此具有潛在的高能量密度優(yōu)勢(shì)。當(dāng)磷酸錳鐵鋰的實(shí)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%。

除了單獨(dú)使用，磷酸錳鐵鋰與其他正極材料混用，以提升電池性能，也是磷酸錳鐵鋰產(chǎn)業(yè)化的一大方向。例如，星恒電源已在磷酸錳鐵鋰的復(fù)合技術(shù)改善上有重大突破。

“這種技術(shù)改善的核心，是將錳酸鋰和磷酸錳鐵鋰混摻，使電池的低溫、安全、循環(huán)等性能更為優(yōu)異?！壁w成龍表示，預(yù)計(jì)在未來(lái)的兩三年，磷酸錳鐵鋰仍以混合使用為主。

李積剛表示，經(jīng)過(guò)測(cè)試，磷酸錳鐵鋰復(fù)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。

上市公司“跑步進(jìn)場(chǎng)”

近期，多家上市公司公告了磷酸錳鐵鋰量產(chǎn)計(jì)劃。

德方納米9月3日晚公告稱(chēng)，公司簽訂年產(chǎn)10萬(wàn)噸新型磷酸鹽正極材料生產(chǎn)基地和年產(chǎn)20萬(wàn)噸磷酸鐵鋰前驅(qū)體項(xiàng)目框架合作協(xié)議。德方納米2021年半年報(bào)顯示，新型磷酸鹽系正極材料較磷酸鐵鋰顯著提升電池能量密度。補(bǔ)鋰添加劑材料和新型磷酸鹽系正極材料復(fù)合使用后，較現(xiàn)有磷酸鐵鋰電池能量密度提升約20%。多家券商認(rèn)為，上述新型磷酸鹽系正極材料正是磷酸錳鐵鋰材料。鵬欣資源、當(dāng)升科技也有相應(yīng)布局。

不過(guò)，短期內(nèi)，磷酸錳鐵鋰產(chǎn)業(yè)化仍需克服諸多瓶頸。例如，原料電池級(jí)硫酸錳制備難度較高，品質(zhì)參差不齊；磷酸錳鐵鋰電池投入乘用轎車(chē)領(lǐng)域的認(rèn)證周期較長(zhǎng)，需要一兩年甚至更長(zhǎng)時(shí)間。

趙成龍表示，目前，絕大多數(shù)磷酸錳鐵鋰廠(chǎng)商均有擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃。今年，下游客戶(hù)的磷酸錳鐵鋰試用較多，預(yù)計(jì)明年開(kāi)始正式出貨，后年可能達(dá)到產(chǎn)量全面鋪開(kāi)的程度。

李積剛表示，磷酸錳鐵鋰作為磷酸鐵鋰的升級(jí)產(chǎn)品，即將進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)。預(yù)計(jì)未來(lái)一兩年，磷酸錳鐵鋰將在乘用轎車(chē)上實(shí)現(xiàn)初步上量。