磷酸錳鐵鋰電池“越來越錳”
磷酸鐵鋰具備良好的安全性和成本等優(yōu)勢，但是也存在能量密度不高等短板。在磷酸鐵鋰的基礎(chǔ)之上，摻雜一定的錳元素，可以蛻變成性能更優(yōu)的磷酸錳鐵鋰。如今，行業(yè)對這一“錳”電池愈加青睞。
國軒高科在今年舉辦的科技大會上，發(fā)布了啟晨二代磷酸錳鐵鋰電池。據(jù)宣傳，該電池較上一代產(chǎn)品進行了全面升級，具備5C快充性能，實現(xiàn)了續(xù)航、成本、安全黃金平衡。據(jù)悉，啟晨一代錳鐵鋰電池已成功被搭載于多家主流車企新能源車型上。
在磷酸錳鐵鋰材料方面，項目投資也在不斷增多。今年8月，山西長治高新區(qū)管委會與正坤元(北京)科技有限公司簽訂磷酸錳鐵鋰項目合作協(xié)議。該項目總投資金額3億元，選址于長治高新區(qū)漳澤工業(yè)園，規(guī)劃建設(shè)年產(chǎn)2萬噸第四代磷酸錳鐵鋰正極材料生產(chǎn)線。
今年5月，由山西特瓦時科技投資的年產(chǎn)10萬噸磷酸錳鐵鋰正極材料項目一期投產(chǎn),該項目總投資30億元，將建設(shè)16條全自動生產(chǎn)線。今年3月，中科致良啟動年產(chǎn)3萬噸磷酸錳鐵鋰材料生產(chǎn)基地項目，該項目總投資10億元，位于浙江紹興柯橋濱海工業(yè)園區(qū)，預(yù)計將于2026年竣工投產(chǎn)。
01
技術(shù)迭代打開高端市場
作為磷酸鐵鋰升級版的新一代正極材料，磷酸錳鐵鋰具備明顯的性能優(yōu)勢。業(yè)內(nèi)人士指出，磷酸錳鐵鋰兼具磷酸鐵鋰的安全性和三元材料的高能量密度，彌補了磷酸鐵鋰在能量密度及低溫性能方面的短板。
值得注意的是，磷酸錳鐵鋰還有著材料復(fù)合性強的特色，能夠與三元材料混合搭配使用，從而提升電池的全面性能。另外，鐵、錳在全球的資源儲量非常豐富，成本也相對較低。
“磷酸錳鐵鋰電池相比三元電池，在壽命上更具優(yōu)勢;成本優(yōu)于三元電池，較三元電池成本低10%-15%;其安全性超過三元電池，已通過PACK層級嚴(yán)苛熱失控測試，實現(xiàn)零熱蔓延。”國軒高科在談及其啟晨二代電池時表示。
業(yè)內(nèi)對磷酸錳鐵鋰電池的應(yīng)用前景非?？春谩?jù)機構(gòu)預(yù)測，2025年磷酸錳鐵鋰的市場滲透率預(yù)計在5-10%，市場對其應(yīng)用的電池需求近130GWh，對應(yīng)正極需求或超20萬噸，市場規(guī)模近150億元;2030年其滲透率將超30%，市場對電池需求將超1500GWh，對應(yīng)正極需求將超260萬噸，市場規(guī)?；虺?500億元。
“磷酸錳鐵鋰具備高能量密度、高安全、低成本等優(yōu)勢，在存量替代需求以及下游差異化競爭下，傳統(tǒng)磷酸鐵鋰將通過高壓密產(chǎn)品維持競爭力，磷酸錳鐵鋰則依賴技術(shù)迭代打開高端市場，未來其滲透率有望(持續(xù))提升。”業(yè)內(nèi)分析指出。
02
商業(yè)化進程進一步加速
實際上，磷酸錳鐵鋰電池并非今年才發(fā)力。早在兩年前，業(yè)內(nèi)首款搭載“三元鋰離子+磷酸鐵錳鋰電池”的車型智界S7就已經(jīng)上市，去年市場又新增了星途瑤光、享界S9、智界R7等新車型。隨著搭載磷酸錳鐵鋰電池的車型不斷被推出，磷酸錳鐵鋰的商業(yè)化進程也將進一步加速。
目前，眾多廠商都在布局磷酸錳鐵鋰。據(jù)星恒電源透露，該公司旗下子公司四川青源開發(fā)的MFO錳鐵氧化物前驅(qū)體合成技術(shù)，解決了磷酸錳鐵鋰材料導(dǎo)電性和能量密度的短板。該技術(shù)實現(xiàn)了錳鐵元素的均勻分布，使材料導(dǎo)電性能比傳統(tǒng)工藝提高一個數(shù)量級以上。公司2023年即已實現(xiàn)MFO前驅(qū)體的萬噸級量產(chǎn)，至今已迭代至第三代前驅(qū)體工藝。
湖南裕能表示，該公司磷酸錳鐵鋰產(chǎn)品的純用及混用方案，均獲客戶高度認(rèn)可，研發(fā)進展順利。此前，湖南裕能擬定增募資不超過65億元，用于年產(chǎn)32萬噸磷酸錳鐵鋰等項目。
據(jù)格林美透露，目前該公司已對磷酸錳鐵鋰技術(shù)路線進行了技術(shù)布局,其小試開發(fā)的磷酸錳鐵鋰產(chǎn)品首圈比容量、首效和放電中壓等技術(shù)指標(biāo)，處于行業(yè)領(lǐng)先水平,并已建成2萬噸磷酸錳鐵鋰中試示范產(chǎn)線，目前正在量產(chǎn)調(diào)試中。
“公司第一代磷酸錳鐵鋰產(chǎn)品已實現(xiàn)批量裝車，第二代更高性能磷酸錳鐵鋰產(chǎn)品驗證進展順利?！?/strong>德方納米表示，該材料能量密度較磷酸鐵鋰提升15%-20%，公司產(chǎn)品2024年在乘用車領(lǐng)域出貨量居行業(yè)前列，目前擁有11萬噸年產(chǎn)能。
據(jù)萬潤新能介紹，該公司基于高溫固相合成工藝開發(fā)的磷酸錳鐵鋰材料，已進入客戶驗證階段。通過采用更精準(zhǔn)的晶體結(jié)構(gòu)設(shè)計、多元素協(xié)同摻雜和原位立體碳包覆等技術(shù)，其研發(fā)的材料關(guān)鍵性能指標(biāo)取得重要進展：電子導(dǎo)電性實現(xiàn)數(shù)量級提升，產(chǎn)品粉末內(nèi)阻降低，壓實提高。
據(jù)悅達(dá)投資介紹，該公司于2022年成功領(lǐng)投珩創(chuàng)納米磷酸錳鐵鋰項目，2024年5月珩創(chuàng)納米年產(chǎn)1萬噸磷酸錳鐵鋰正極材料產(chǎn)線正式投產(chǎn)，形成了1.5萬噸的綜合產(chǎn)能;2024年，珩創(chuàng)納米的產(chǎn)品和技術(shù)，獲得國內(nèi)頭部汽車電池廠家驗證通過。
隨著磷酸錳鐵鋰電池應(yīng)用的不斷增多，市場對錳系材料的需求也大幅增加。湘潭電化表示，該公司可生產(chǎn)電解二氧化錳、錳酸鋰、四氧化三錳、高純硫酸錳等各種錳系正極材料，這些都可成為磷酸錳鐵鋰的錳源。
值得注意的是，由于磷酸錳鐵鋰是通過磷酸鐵鋰升級而來，因此其具備一種優(yōu)勢，能夠與磷酸鐵鋰共用產(chǎn)線。通過對現(xiàn)有磷酸鐵鋰產(chǎn)線進行改造后，即可以生產(chǎn)磷酸錳鐵鋰，這也大幅度降低了企業(yè)投產(chǎn)磷酸錳鐵鋰的成本，實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。
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