浅谈 M3P 电池的性能优势和研发壁垒

M3P电池是磷酸盐体系的三元材料电池，按照宁德时代官方解释，M3P电池准确来说不属于磷酸锰铁锂，正极材料中还添加了其他金属元素。与磷酸铁锂和三元锂电池不同，M3P是基于磷酸锰铁锂进行材料创新的，属于一种新技术路线。

M 是 Metal 的简写，M3 代表有三种 金属元素（所谓的三元），而 P 代表磷元素，即架构仍为 LFP 中磷酸根组成的橄榄石 架构。可理解为三种磷酸盐化合物的组合（磷酸铁锂+磷酸锰锂+磷酸镁锂），本质上 并未脱离锰铁锂技术路线（锰铁锂本质就是磷酸铁锂中掺杂锰元素）。宁德时代董事长曾毓群在近期投资者活动中指出：“公司计划推出的新产品 M3P，准确 来说不是磷酸锰铁锂，还含有其他金属元素，公司称之为磷酸盐体系的三元，成本较 三元下降，但仍然占据新能源车一定成本。

M3P电池的能量密度比磷酸铁锂电池更高，能量密度达210Wh/Kg，提升了20%，这水平已接近中镍三元锂电池。具备能量密度优势的同时，M3P电池的制造成本与磷酸铁锂接近，约0.8-0.85元/Wh。此外，基于磷酸盐体系打造的M3P电池，也继承了磷酸铁锂电池安全性高、寿命长的特点。  1. M3P 电池的性能优势和研发壁垒 1.1. 性能优势 性能优势方面，我们认为 M3P 通过二元掺杂，利用掺杂镁优化磷酸锰铁锂的性能，在 保持低成本、高安全的具有能量密度与循环性能优势。 《锂离子电池 LiFePO4_C 复合正极材料掺杂金属离子的制备及改性研究》论文中指 出，镁离子、 锰离子的掺杂没有改变磷酸铁锂的结构，且粒径分布均匀，金属离子的 掺杂使磷酸铁锂具有较好充放电容量和循环稳定性，电化学性能有较大的提高。Mg 离 子的掺杂改变了材料的晶体结构，更加有利于锂离子的扩散，提高了材料的导电性。图：磷酸锰铁锂与磷酸铁锂放电曲线对比来源：锂离子电池 LiFePO4_C 复合正极材料掺杂金属离子的制备及改性研究图：磷酸镁铁锂与磷酸铁锂放电曲线对比来源：锂离子电池 LiFePO4_C 复合正极材料掺杂金属离子的制备及改性研究图：磷酸镁锰铁锂（M3P）与磷酸铁锂放电曲线对比1.2. M3P 合成工艺 M3P 的合成工艺与磷酸锰铁锂工艺相似。磷酸锰铁锂广义上也是 M3P 的一种（镁元素 添加量接近 0 的 M3P），因此 M3P 的合成方法、生产技术将主要建立在磷酸锰铁锂的 技术基础上。磷酸锰铁锂在工业上主要为高温固相反应法、水热合成法、共沉淀法， 这三种方法不仅可以用于大规模生产， 同时合成过程容易与碳包覆、纳米化、体相搂 杂等材料改性过程结合在一起。此外锰铁锂另有碳热还原法、溶液-凝胶法、模板法三 种制备方法，但工序较为复杂，难以实现商业化。 各种生产工艺对比数据来源：东吴证券研究所整理1.3 M3P 的改性工艺推测 目前业内锰铁锂产业化进展较为领先的企业为德方纳米，力泰锂能、比亚迪、国轩高 科等公司紧随其后。根据对应专利，我们将其改性方法总结如下：从上表看，目前锰铁锂包覆/被包覆 NCM 三元的方式研发较多，为目前锰铁锂改性技 术的主流路线。另外纳米化、碳包覆技术也有一定应用。考虑到 M3P 电池的定位，我 们认为其不会采用三元包覆，而将采用纳米化、碳包覆或微观形貌调控等性价比较高 的改性方式。 编辑：黄飞