磷酸锰铁锂：打破材料性能与成本的“跷跷板效应”

摘要

磷酸锰铁锂是升级版的磷酸铁锂，也是三元材料的“好伴侣”。磷酸锰铁锂的兴起，将弱化磷酸盐系材料与三元材料的“对立”，将彼此的优势互相融合。

近期，磷酸锰铁锂新材料赛道成为行业关注焦点。在一季度市场情绪较为低迷的情况下，仍有诸多磷酸锰铁锂新建产能落地。究其原因，是因为磷酸锰铁锂在材料性能与成本上实现了极致的平衡。

虽然从理论上的性能表现来看，固态电池被视为锂电的终极技术。但是在固态电池量产“遥遥无期”的情况下，锰基电池，尤其是磷酸锰铁锂路线被视为可行性更强的过渡方案。

磷酸锰铁锂：三元材料的“好伴侣”

 

磷酸锰铁锂可同时弥补磷酸铁锂和三元材料的短板，因此被视为磷酸铁锂和三元5系的潜在替代材料。

磷酸铁锂电池能量密度低的原因之一在于低电压。添加锰后，可以将电池电压从3.4v提升至4.1V，相应将能量密度提升15-20%，并具有更好的低温性能。

由于保持了和磷酸铁锂相同的有序橄榄石型结构，磷酸锰铁锂与三元材料对比延续了高安全、高热稳定性优势，并且成本大幅降低。

除了单独使用，由于锰铁锂与三元电压窗口接近，也可以与三元材料复合使用，这种复合材料兼具低成本、高安全性、高能量密度、长循环多项优势，堪称“六边形战士”。

去年7月，当升科技和容百科技均发布了磷酸锰铁锂材料新品。当升科技发布的LMFP-6M1是将磷酸锰铁锂单独使用，锰含量达65%，可以与目前的磷酸铁锂产线共用。容百科技发布了四款磷酸锰铁锂产品，均是与高镍三元混掺使用，磷酸锰铁锂材料混合比例从5%~95%不等，电池能量密度在210Wh/kg~270Wh/kg不等。

同期，容百科技收购了在磷酸锰铁锂细分赛道的代表企业斯兰科德。斯科兰德2022年的产能规模为6200吨/年，2023年中旬将扩建至11000吨/年，累计出货量超千吨。

据斯科兰德总经理李积刚向高工锂电介绍，行业以前多采用与5系三元材料复合的方式，获容百科技持股后，斯科兰德陆续推出与6系、8系三元复合的产品。根据实验室数据，锰铁锂与8系三元复合后的能量密度与5系三元相近，不仅循环寿命提升近30%，成本也降低了30%，同时安全性能大大改善。

李积刚认为，磷酸锰铁锂是升级版的磷酸铁锂，也是三元材料的“好伴侣”。磷酸锰铁锂的兴起，将弱化磷酸盐系材料与三元材料的“对立”，将彼此的优势互相融合。未来，客户将根据实际的终端使用场景，灵活决定锰元素的掺杂比例，更加精确地实现材料性能的定制。

当前行业处于第一轮“跑马圈地”阶段，绑定优质客户、量产专利工艺领先的正极材料企业有望构筑起竞争壁垒。

磷酸锰铁锂2023起将规模放量

不少电池企业也在积极布局磷酸锰铁锂电池。当前磷酸锰铁锂已在小动力两轮车成功应用，有行业人士判断，经过上半年的装车验证期，磷酸锰铁锂电池有望在2023年第三季度起进入大动力规模应用阶段。

2022年8月，中创新航宣布业内首发OS高锰铁锂电池。第一代利用OS技术的磷酸铁锂电池包能量密度达到了152Wh/kg。

同月，星恒电源与珩创纳米签署战略合作协议。双方将共同完善磷酸锰铁锂产品产业链。星恒电源还与龙蟠科技子公司常州锂源就磷酸锰铁锂材料项目签署战略合作协议。

9月，孚能科技在战略及新品发布会上表示，计划在2023年推出第一代磷酸锰铁锂产品，与磷酸铁锂产品一同形成从200Wh/kg到240Wh/kg的能量密度覆盖。

瑞浦兰钧表示，2023-2024年，公司的磷酸锰铁锂能量密度将做到500Wh/L，支持纯电车型800公里续航。

国轩高科相关负责人表示，公司在锰基电池方面进行多年的技术储备，获得多项专利及新产品认证。此前曾发布过一款210Wh/kg的磷酸锰铁锂电池L600。

本周宁德时代在投资者平台上表示，将全力推进M3P等新材料体系电池的产业化应用。据悉M3P 并不是真正意义上的磷酸锰铁锂电池，但其能量密度高于磷酸铁锂，成本优于三元电池，定位与磷酸锰铁锂颇为相似。

从终端场景来看，除了电动汽车外，储能企业也在试水磷酸锰铁锂应用。远东电池负责人曾表示，“公司将通过应用小粒径磷酸锰铁锂材料、功能电解液开发、干法捏合极片工艺、LMFP复合正极体系等进一步提升磷酸锰铁锂电芯的安全性、性价比、低温性能、循环性能。”

“十四五”国家重点研发计划中，“低成本长寿命锰基储能锂离子电池”被列为“储能与智能电网技术”重点专项项目。

目前，磷酸锰铁锂大规模工业化生产的难点在于电导率低+电压不稳定+锰溶出，导致材料性能和成本难以兼顾。

随着碳包覆、离子掺杂、纳米化等技术改性方案的推出和应用，磷酸锰铁锂电池的应用市场将充满想象。

审核编辑 ：李倩