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呼吁已久的磷酸錳鐵鋰再次激發(fā)產業(yè)熱潮。
工信部發(fā)布第374批《道路機動車輛生產企業(yè)及產品公告》顯示，有4款車型裝配了三元鋰離子+磷酸錳鐵鋰電池，供應商為寧德時代全資子公司——江蘇時代新能源科技有限公司。
從實驗室走到大眾消費者手中，磷酸錳鐵鋰電池已正式開啟商業(yè)化生產。
從近期各大鋰電巨頭緊鑼密鼓公布的產能規(guī)劃、量產信息以及裝車時間表來看，毫無疑問，磷酸錳鐵鋰的量產元年正在到來。
作為產業(yè)內關注頗久的一款技術路線，磷酸錳鐵鋰被視為磷酸鐵鋰的下一代升級路線，通過在磷酸鐵鋰中摻雜錳元素，進一步提升能量密度和電壓。
有電池大廠對高工鋰電表示，從技術路線來看，磷酸錳鐵鋰的未來趨勢明確，已經成為了各大鋰電、整車廠商的推進路線。
市場背景方面，在動力電池領域，磷酸鐵鋰市場占據(jù)過半江山，今年1-7月，磷酸鐵鋰電池裝機量達125.6GWh，占總裝車量的68.1%
下游車市亦在磷酸鐵鋰技術的加持下發(fā)生微妙變化。上半年以來，我國新能源汽車銷量達303萬輛，同比增長38%，PHEV車型銷量達92.1萬輛，同比增長102%。作為磷酸鐵鋰裝車的主力車型，PHEV市場的高速增長，傳遞出下游對磷酸鐵鋰路線的偏好以及低成本、高能量密度、高安全性的平衡訴求。
需求向上，鐵鋰路線的成功更激發(fā)材料、電池廠商在磷酸錳鐵鋰路線的擴產熱情。
另外，相比于現(xiàn)有的磷酸鐵鋰格局，磷酸錳鐵鋰技術新穎，市場空白，先發(fā)廠家在商業(yè)化量產后可以率先獲得產品溢價能力。
種種因素影響下，磷酸錳鐵鋰正帶來新一輪電池生態(tài)的變革。
鋰電巨頭扎堆磷酸錳鐵鋰
從技術特征來看，更低的成本以及更高的能量密度是磷酸錳鐵鋰顯著的優(yōu)勢。
得益于更高的電壓平臺，理論上，磷酸錳鐵鋰的能量密度可比磷酸鐵鋰高出15%-20%；另一方面，磷酸錳鐵鋰中摻雜錳，全球錳礦資源豐富，考慮到能量密度提升帶來的單瓦時成本降低，磷酸錳鐵鋰成本比磷酸鐵鋰成本低5%-10%。
在安全性方面，磷酸錳提鋰依舊屬于磷酸鹽體系，熱失控表現(xiàn)上與磷酸鐵鋰相當。
值得關注的是，磷酸錳鐵鋰具有良好的低溫性能。在-20℃的條件下，磷酸錳鐵鋰能保持近80%的容量。
這不僅僅是對于國內高緯度地區(qū)電動車市場的開拓有帶動作用，放在國際市場，以歐美為代表的新能源汽車市場集中在北緯30°以上的溫帶地區(qū)，對低溫性要求高。
進一步延伸到國際市場的磷酸鐵鋰路線與三元路線選擇上。國際市場向來由三元電池占主導，在磷酸錳鐵鋰克服低溫性，兼具高能量密度、低成本、安全性下，有望進一步擴大磷酸系電池市場份額。
在儲能方面，有電芯材料工程師對高工鋰電稱，磷酸錳鐵鋰同樣也可以應用到儲能市場，動力+儲能雙賽道，都可以提升磷酸錳鐵鋰的市場空間。
目前，國內鋰電巨頭已爭相開展了磷酸錳鐵鋰的布局。
寧德時代、比亞迪、億緯鋰能等多家鋰電企業(yè)均積極推進磷酸錳鐵鋰電池的研發(fā)和生產，眾多電池正極材料廠商紛紛前瞻性布局磷酸錳鐵鋰正極材料相關技術，共同推進磷酸錳鐵鋰產業(yè)化進程和應用。
據(jù)高工鋰電不完全梳理，已有10余家鋰電巨頭在磷酸錳鐵鋰開展布局，并形成超百萬噸級的產能。
容百科技、湖南裕能、德方納米擴產熱情最高。其中容百科技至2030年已規(guī)劃56萬噸磷酸錳鐵鋰產能，湖南裕能初步規(guī)劃32萬噸磷酸錳鐵鋰產能，德方納米已建成11萬噸磷酸錳鐵鋰產能。
從整個產業(yè)鏈來看，磷酸錳鐵鋰戰(zhàn)場已經匯聚了材料龍頭、電池龍頭乃至整車龍頭?？梢?，磷酸錳鐵鋰已被視為必爭的戰(zhàn)場。
不低的技術門檻
從工藝特點來看，磷酸錳鐵鋰的主流生產工藝包括固相法和液相法。
固相法優(yōu)點在于設備和工藝簡單，成本較低，適合工業(yè)化生產，其缺點是固相不均勻，難以控制產物的晶型和顆粒大小，一致性較差。液相法的優(yōu)勢在于能使原料在分子水平上的混合更均勻，產物的尺寸和形貌可控，劣勢在于工藝復雜，需要耐高溫高壓的反應設備，成本高。
基于兩種生產工藝的特點，固液相結合的方式將成為磷酸錳鐵鋰的生產趨勢。結合固相法、液相法的生產特點，可以在環(huán)保、規(guī)模量產、成本等多個方面匹配不同電池廠商的生產要求。
目前，容百科技在磷酸錳鐵鋰已實現(xiàn)二代固液一體化生產，當升科技亦采用固液相結合的生產辦法。
磷酸錳鐵鋰由磷酸鐵鋰演變而成，但其技術難度并不低。
容百斯特蘭德總經理李積剛對高工鋰電表示，一個關鍵的工藝問題在于，在加工過程中，鐵鋰是半導體，錳鐵鋰是絕緣體，錳鐵鋰的顆粒很小導致加工技術路線難度大。錳元素的加入，導致電池材料的合成配方改變，進而影響整個生產體系。
李積剛進一步表示，盡管磷酸鐵鋰和磷酸錳鐵鋰生產工藝類似，但涉及一系列工藝以及產線良率問題，磷酸鐵鋰向磷酸錳鐵鋰需要新建產線，反之，磷酸錳鐵鋰產線可以快速切換成磷酸鐵鋰產線。
磷酸錳鐵鋰還搭配了一系列的改性技術，包括在磷酸錳鐵鋰中加入適量碳進行碳包覆，從而阻止顆粒接觸，抑制顆粒增長；通過離子摻雜，在磷酸錳鐵鋰晶格中產生空位或改變原子間鍵長，提高材料電化學性能；通過材料納米化，提升Li+的遷移速度，進一步提升電池充放電容量和倍率性能。
從磷酸鐵鋰過渡到磷酸錳鐵鋰是綜合技術體系的升級，這也實際導致，當前市場上，實際具備磷酸錳鐵鋰量產能力的廠商并不多。
磷酸錳鐵鋰對當前的三元和鐵鋰會形成怎樣的沖擊？
據(jù)高工鋰電了解，目前業(yè)內也存在不一樣的爭執(zhí)，有電池大廠對高工鋰電表示，對現(xiàn)有的鐵鋰市場沖擊較大。
李積剛則認為，磷酸錳鐵鋰的出現(xiàn)并非對現(xiàn)有三元和鐵鋰市場的完全替代，而是在能量密度、低溫性等各方面彌補現(xiàn)有鐵鋰、三元市場的短板，進而放大鐵鋰、三元電池的應用場景。
本身磷酸錳鐵鋰的錳元素摻含量并不高，磷酸錳鐵鋰+三元的思路也可以加大三元電池的應用空間，從而在整個電池生態(tài)上擴展應用邊界。磷酸錳鐵鋰市場帶來的邊際增量也將遠大于對現(xiàn)有材料替代帶來的損失。
產業(yè)化加速進行
磷酸錳鐵鋰的產業(yè)化路程在行業(yè)龍頭的帶動下仍在加速推進。
其實，行業(yè)對磷酸錳鐵鋰路線的關注并非這幾個月的事情。
早在2022年，磷酸錳鐵鋰已引發(fā)一波行業(yè)熱潮。2022年7月，容百科技表示，將通過并購的形式，快速切入磷酸鐵鋰市場。同年7月，容百科技并購了磷酸錳鐵鋰公司天津斯科蘭德，以3.89億元的價格收購后者68.25%的股權。
此前，寧德時代、欣旺達、億緯鋰能磷酸錳鐵鋰電池已傳出通過電池中試環(huán)節(jié)，并送樣下游車企測試。比亞迪旗下弗迪電池亦傳出開始小批量采購磷酸錳鐵鋰材料，并處于內部研發(fā)階段。
區(qū)別于2022年，磷酸錳鐵鋰處于實驗室或者車間測試。2023年，從鋰電產業(yè)上游材料廠商，到下游車企，磷酸錳鐵鋰的放量已然明確。
李積剛表示，從車企的視角來看，從400km到600km，再到800km，電動汽車的技術迭代要求一直存在，磷酸錳鐵鋰也是響應下游車企的技術升級訴求。
高工鋰電產業(yè)研究院（GGII）數(shù)據(jù)顯示，2023年國內磷酸錳鐵鋰正極材料出貨量有望超過1.5萬噸，市場規(guī)模有望超10億元，2025年磷酸錳鐵鋰正極材料出貨有望超20萬噸，市場規(guī)模有望超100億元。
容百科技表示，公司磷酸錳鐵鋰材料客戶已達80余家，上半年通過了多家動力電池客戶的審廠，在四輪方面的裝車進度上已完成夏試，三季度將進入冬試，預計年底會實現(xiàn)大規(guī)模裝車。
容百科技還表示，目前公司磷酸錳鐵鋰單萬噸投資額低于1億元。
德方納米表示，公司磷酸錳鐵鋰材料已通過客戶的批量驗證，產品經過了多輪的測試驗證和性能優(yōu)化提升，在循環(huán)壽命、能量密度等指標上處于領先地位。
商業(yè)量產加速下，新一輪磷酸錳鐵鋰規(guī)模裝車潮即將來臨。
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