多年前提出的磷酸錳鐵鋰又“香”了？
“最近資本熱炒的磷酸錳鐵鋰實(shí)際上幾年前比亞迪曾研究過，但在磷酸錳鐵鋰方面實(shí)力誠(chéng)如比亞迪，也沒搞出什么名堂。不知道這一次，大家在熱議的磷酸錳鐵鋰會(huì)否真的具備產(chǎn)業(yè)化能力。”小編在向一業(yè)內(nèi)人士咨詢有關(guān)磷酸錳鐵鋰（LFMP）電池時(shí)，該人士如是回答道。
小編查詢相關(guān)專利發(fā)現(xiàn)，比亞迪2013年就曾申請(qǐng)過相關(guān)專利，2015年連續(xù)申請(qǐng)了多款磷酸錳鐵鋰專利，但是后面就再?zèng)]有相關(guān)消息。直到2020年祭出磷酸鐵鋰“刀片電池”后，比亞迪似乎并沒有繼續(xù)在磷酸錳鐵鋰這條道路上走得更遠(yuǎn)。
磷酸錳鐵鋰，磷酸鐵鋰“升級(jí)版”？
磷酸鐵鋰憑借成本低廉、安全性高、循環(huán)壽命好，目前已經(jīng)逆襲三元電池，再度成為新能源汽車主流電池。數(shù)據(jù)顯示，今年8月中國(guó)市場(chǎng)磷酸鐵鋰電池產(chǎn)量約為11.1GWh，占中國(guó)市場(chǎng)電池總產(chǎn)量56.9%；1-8月，磷酸鐵鋰電池產(chǎn)量約為58.1GWh，占電池總產(chǎn)量的52.1%。
刀片電池、CTP等技術(shù)工藝使得磷酸鐵鋰的系統(tǒng)集成效率、能量密度有所提升，可以不斷滿足中高端電動(dòng)車型的使用，但是從磷酸鐵鋰材料本身來看，欲突破能量密度等性能的“天花板”并不是件容易的事。近期，磷酸錳鐵鋰電池技術(shù)被不少人看作是磷酸鐵鋰的“Plus版”，引發(fā)關(guān)注。
之所以磷酸錳鐵鋰被認(rèn)為是磷酸鐵鋰的升級(jí)版，主要是體現(xiàn)在能量密度上可以繼續(xù)提升。
理論上看，磷酸錳鐵鋰，相較于磷酸鐵鋰，擁有更高的電壓平臺(tái)，磷酸錳鐵鋰電壓可以達(dá)到4.1V左右，而磷酸鐵鋰在3.4-3.5V左右，兩者有著相同的理論克容量，因電壓更高，因此在相同條件下，磷酸錳鐵鋰?yán)碚撃芰棵芏缺攘姿徼F鋰高15-20%。這一點(diǎn)與目前單晶中鎳高電壓三元材料類似，通過單晶高電壓提升能量密度，同時(shí)擁有中鎳材料的高安全性和低成本。
另外，磷酸錳鐵鋰制備工藝與現(xiàn)有磷酸鐵鋰生產(chǎn)體系區(qū)別不大，主要需要通過包覆、摻雜、納米化等改性技術(shù)來解決其電導(dǎo)率較低的問題，兩者成本無明顯差異。
據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，真正從技術(shù)上來看，磷酸錳鐵鋰并不是完全的新技術(shù)，在磷酸鐵鋰材料出來后，就曾有電池廠商根據(jù)不同配方進(jìn)行改進(jìn)，比如前述的比亞迪就是其一，但是其導(dǎo)電性、循環(huán)壽命等短板，令大多數(shù)企業(yè)在前幾年望而卻步。
此外，2015年左右，我國(guó)新能源汽車財(cái)政補(bǔ)貼與動(dòng)力電池能量密度直接掛鉤，當(dāng)時(shí)磷酸鐵鋰相較于三元電池在能量密度上劣勢(shì)明顯，大部分車企、電池廠家直接將目光聚焦在三元電池領(lǐng)域，磷酸鐵鋰受到冷落，關(guān)于磷酸錳鐵鋰的研究也同樣隨之減少。
可以看出，隨著磷酸鐵鋰電池因經(jīng)濟(jì)性、安全性、壽命等方面的優(yōu)勢(shì)受到關(guān)注，再成主流，因而在能量密度、安全性、經(jīng)濟(jì)性上同樣有優(yōu)勢(shì)的磷酸錳鐵鋰，就被很多人認(rèn)為是磷酸鐵鋰的主要升級(jí)方向。
不過，就其導(dǎo)電性、倍率、循環(huán)壽命方面的短板，還是需要看得見的技術(shù)改善才能使其有大規(guī)模應(yīng)用的可能。另外，原料電池級(jí)硫酸錳制備難度較高，品質(zhì)參差不齊，也是一個(gè)需要突破的瓶頸。
磷酸錳鐵鋰在小動(dòng)力領(lǐng)域已有應(yīng)用
“此前，新能源汽車政策補(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)自行車領(lǐng)域，企業(yè)和用戶更關(guān)心性能，磷酸錳鐵鋰也成為企業(yè)研究的重點(diǎn)材料之一。”星恒電源電池工程院院長(zhǎng)趙成龍表示，星恒電源已在磷酸錳鐵鋰的復(fù)合技術(shù)上有長(zhǎng)期研究和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，比如將錳酸鋰和磷酸錳鐵鋰混摻，使電池的低溫、安全、循環(huán)等性能有不錯(cuò)的提升。
不過，趙成龍同時(shí)也表示，預(yù)計(jì)在未來的兩三年內(nèi)，磷酸錳鐵鋰仍以混合使用為主。
磷酸錳鐵鋰的復(fù)合使用，也同樣出現(xiàn)在三元材料上。據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，通過使用磷酸錳鐵鋰包覆三元材料，可以改善三元材料的安全性能、低溫性能及成本，從而拓寬了三元材料本身的應(yīng)用場(chǎng)景。事實(shí)上，目前部分電動(dòng)兩輪車、電動(dòng)工具等場(chǎng)景的使用即是如此。
磷酸錳鐵鋰單獨(dú)使用前景如何？
不可否認(rèn)，目前磷酸鐵鋰因在經(jīng)濟(jì)性、安全性等方面具有優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為新能源汽車的主流電池，但高端車型仍然偏愛三元電池，尤其是高鎳三元已經(jīng)明確是未來三元電池的主要發(fā)展方向。
磷酸錳鐵鋰之所以受到關(guān)注，主要是其能量密度要較目前的磷酸鐵鋰高出15%左右，但也只與NCM523接近，與高鎳三元電池的差距則非常明顯。
當(dāng)下，目前磷酸錳鐵鋰僅相較于磷酸鐵鋰僅能量密度有一定優(yōu)勢(shì)，但其短板也很明顯，要替代磷酸鐵鋰，顯然磷酸錳鐵鋰還是要先克服諸多自身的缺點(diǎn)才可。
事實(shí)上，近期之所以大家突然開始討論磷酸錳酸鋰，主要是部分頭部材料企業(yè)，在這一塊有了新動(dòng)作或新進(jìn)展。
9月3日，德方納米公告稱，公司擬在曲靖經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)建設(shè)“年產(chǎn)10萬噸新型磷酸鹽系正極材料生產(chǎn)基地項(xiàng)目”。根據(jù)公司專利，德方納米磷酸錳鐵鋰產(chǎn)品可能沿用其獨(dú)特的液相法工藝，產(chǎn)品性能在一致性、循環(huán)壽命方面會(huì)有優(yōu)勢(shì)。業(yè)界推測(cè)，此次新投建的項(xiàng)目可能就是磷酸錳鐵鋰產(chǎn)品。
另外有消息稱，德方納米新型磷酸錳鐵鋰已開始送樣，預(yù)計(jì)1-2年后可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，疊加正極補(bǔ)鋰技術(shù)，該電池能量密度、循環(huán)壽命都有明顯提升。
此外，當(dāng)升科技在2021年半年報(bào)中披露，公司正在針對(duì)電動(dòng)車和高端儲(chǔ)能市場(chǎng)專項(xiàng)開發(fā)高性能的磷酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰材料。
今年8月，鵬欣資源發(fā)布公告稱，全資子公司鵬珈基金擬7500萬元對(duì)江蘇力泰鋰能科技有限公司進(jìn)行增資。鵬欣資源方面表示，“此次增資主要看好力泰鋰能的研發(fā)能力和產(chǎn)業(yè)化能力，主要產(chǎn)品磷酸錳鐵鋰產(chǎn)品市場(chǎng)潛力巨大，具有較好的發(fā)展前景。
從磷酸鐵鋰、三元材料和磷酸錳鐵鋰幾種材料的性能特征來看，目前各自的應(yīng)用場(chǎng)景較為明晰，但是彼此的短板也同樣清晰，磷酸錳鐵鋰目前憑借能量密度“勝于”磷酸鐵鋰，但是能否解決好其它短板，仍要看企業(yè)在這一領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)展及發(fā)展研判。
相關(guān)閱讀：
驗(yàn)證碼：
