作為一種新型電池“錳獸”，磷酸錳鐵鋰源自于磷酸鐵鋰的“基因突變”。它不僅具有更高的電壓平臺(tái)、更高的能量密度、更好的低溫性能，而且還保留了磷酸鐵鋰的高安全性、低成本優(yōu)勢。截至目前，寧德時(shí)代、比亞迪、特斯拉等眾多全球頭部廠商都已布局，這個(gè)新賽道如今已是“狼煙四起”。
“公司M3P電池已落地奇瑞與華為合作的車型。”今年年初寧德時(shí)代對(duì)外透露稱。去年8月，工信部發(fā)布第374批《道路機(jī)動(dòng)車輛生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品公告》新產(chǎn)品公示，奇瑞星紀(jì)元ES、奇瑞與華為智選合作的首款純電動(dòng)新車智界S7搭載了“三元鋰離子+磷酸鐵錳鋰電池”，即寧德時(shí)代的M3P電池。
進(jìn)入2024年以來，包括奇瑞星途瑤光、享界S9、智界R7等眾多新車型也都爭相搭載了磷酸錳鐵鋰電池，標(biāo)志著磷酸錳鐵鋰電池商業(yè)化進(jìn)程的進(jìn)一步加速。此外，特斯拉Model 3?也計(jì)劃采用磷酸錳鐵鋰電池，表明這種技術(shù)路線在電動(dòng)汽車領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。
“今年磷酸錳鐵鋰電池將會(huì)大規(guī)模放量，有望大規(guī)模滲透動(dòng)力鐵鋰和中鎳三元領(lǐng)域?！睒I(yè)內(nèi)機(jī)構(gòu)預(yù)測，到2025年磷酸錳鐵鋰滲透率預(yù)計(jì)在5-10%，電池需求近130GWh，對(duì)應(yīng)正極需求或超20萬噸，市場規(guī)模近150億元；2030年滲透率將超30%，電池需求超1500GWh，對(duì)應(yīng)正極需求超260萬噸，市場規(guī)?；虺?500億元。
更“錳”的磷酸鐵鋰
在動(dòng)力電池綜合性能提升的趨勢下，磷酸鹽系電池正經(jīng)歷著從磷酸鐵鋰向磷酸錳鐵鋰的升級(jí)換代。在磷酸鐵鋰的基礎(chǔ)之上，摻雜一定的錳元素，并調(diào)整其與鐵的原子數(shù)量之比(錳鐵比)，以此提高材料的電壓平臺(tái)，便生成了磷酸錳鐵鋰產(chǎn)品。
“磷酸鐵鋰電池目前已經(jīng)接近能量密度的極限，再向上突破的難度比較大。”業(yè)內(nèi)人士分析指出，磷酸錳鐵鋰比磷酸鐵鋰具有更高的電壓平臺(tái)，理論能量密度有望比磷酸鐵鋰高出20%，能夠一定程度上突破磷酸鐵鋰面臨的能量密度瓶頸。
比如，國軒高科去年5月發(fā)布的磷酸錳鐵鋰L600啟晨電池，電芯實(shí)現(xiàn)240Wh/kg的能量密度；欣旺達(dá)研發(fā)的磷酸錳鐵鋰電芯產(chǎn)品，能量密度達(dá)到235Wh/kg。
“我們不用三元材料，同樣可以讓車輛做到續(xù)航1000公里。”國軒高科工程研究總院副院長周復(fù)博士談及公司啟晨電池時(shí)表示。同時(shí)，在成本方面與磷酸鐵鋰電池相比，啟晨電池只是加了錳元素，略微提升5%左右。
寧德時(shí)代董事長曾毓群也談道，M3P電池能夠降本增效，低溫性能、能量密度優(yōu)于磷酸鐵鋰電池，成本優(yōu)于三元鋰電池。比亞迪董事長王傳福也表示,公司的磷酸鐵錳鋰電池能量密度已達(dá)三元材料水平，且成本更具經(jīng)濟(jì)性。
值得注意的是，磷酸錳鐵鋰還有一種優(yōu)勢，那就是能夠與磷酸鐵鋰共用產(chǎn)線。德方納米介紹，公司的磷酸錳鐵鋰產(chǎn)線可以用來生產(chǎn)磷酸鐵鋰，現(xiàn)有磷酸鐵鋰產(chǎn)線進(jìn)行改造后可以生產(chǎn)磷酸錳鐵鋰。湖南裕能也表示，該公司已在其云南基地規(guī)劃了磷酸錳鐵鋰項(xiàng)目布局，其產(chǎn)線可與磷酸鐵鋰產(chǎn)線柔性切換。
打開降本增效空間
從市場導(dǎo)入情況來看，目前磷酸錳鐵鋰電池大多是與多元材料混摻應(yīng)用，為中高端車型打開降本增效的空間。業(yè)內(nèi)人士指出，最常見的磷酸錳鐵鋰與三元材料復(fù)合使用可獲得更加均衡的材料性能，在導(dǎo)電性、能量密度、安全性和循環(huán)性能上獲得均衡優(yōu)化，有望用于高續(xù)航電動(dòng)汽車。
比如，寧德時(shí)代的M3P電池就是典型的混用方案。另據(jù)容百科技近期透露，該公司一代EV磷酸錳鐵鋰產(chǎn)品摻混三元方案，在客戶端鎖定規(guī)格并實(shí)現(xiàn)首批量產(chǎn)；同時(shí)磷酸錳鐵鋰純用方案完成頭部客戶定點(diǎn)。據(jù)悉，今年上半年容百科技磷酸錳鐵鋰出貨就達(dá)到了其2023全年出貨總量，同比增長166%。由此可見，市場對(duì)磷酸錳鐵鋰的需求非常旺盛。
德方納米也透露，該公司的磷酸錳鐵鋰產(chǎn)品已率先上車應(yīng)用，具備大規(guī)模供貨能力，出貨量根據(jù)客戶需求節(jié)奏逐漸增加。湖南裕能也表示，該公司的磷酸錳鐵鋰產(chǎn)品已進(jìn)入試生產(chǎn)階段，正在積極推進(jìn)客戶認(rèn)證中，在粉末壓實(shí)、容量、倍率、低溫性能等多項(xiàng)性能上表現(xiàn)優(yōu)異。
當(dāng)下不少企業(yè)都在加大磷酸錳鐵鋰產(chǎn)能建設(shè)。
目前德方納米已經(jīng)建成磷酸錳鐵鋰產(chǎn)能11萬噸/年，該公司計(jì)劃2025年將產(chǎn)能提升至44萬噸。去年8月，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(xiàng)目。容百科技則計(jì)劃，到2025年在中韓建成14萬噸/年磷酸錳鐵鋰產(chǎn)能，2030年底在中韓歐美建成56萬噸/年產(chǎn)能。
值得注意的是，磷酸錳鐵鋰雖然“兇錳”，但也有不少地方需要提升。
“除了要快速提升快充、高溫等方面的性能外，還需要實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定的批量交付和成本控制?！眹鴥?nèi)某正極材料廠商指出，磷酸錳鐵鋰制程工藝的選擇、核心生產(chǎn)參數(shù)的精準(zhǔn)控制，以及碳包覆、納米化、離子摻雜等改性技術(shù)的平衡應(yīng)用，使得當(dāng)前批量、穩(wěn)定生產(chǎn)磷酸錳鐵鋰存在較高的技術(shù)壁壘。
從長期的發(fā)展趨勢來看，業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為未來磷酸錳鐵鋰將與磷酸鐵鋰、三元材料形成優(yōu)勢互補(bǔ)，單獨(dú)或與其他正極材料摻混使用，匹配更多差異化的細(xì)分市場應(yīng)用場景，進(jìn)一步帶動(dòng)磷酸鹽正極材料市場需求的增長。
