磷酸鐵鋰電池創(chuàng)新技術(shù)不斷更新對鋰電池格局有什么影響？

今年毫無疑問是磷酸鐵鋰電池全面崛起和“逆襲”的一年，磷酸鐵鋰電池不僅在5月-7月從產(chǎn)量、銷量和裝車量三個方面分別實現(xiàn)了3年以來首次對三元鋰電池的反超，而且從下半年開始，三元電池和磷酸鐵鋰電池明顯出現(xiàn)環(huán)比的兩極分化，三元電池裝車量環(huán)比為負(fù)，而磷酸鐵鋰電池依舊以兩位數(shù)的環(huán)比增長率，三位數(shù)的同比增長率持續(xù)占據(jù)主導(dǎo)地位。

一方面，磷酸鐵鋰電池今年以來持續(xù)獲得車企親睞，各種熱門車型如特斯拉7月上線的ModelY標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航版、小鵬P7后驅(qū)標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航車型和G3i車型紛紛開始采用磷酸鐵鋰電池，這一點在車型配套占比上有所體現(xiàn)，磷酸鐵鋰電池的配套量占比從2019年第1批《推薦目錄》的7%提升至2021年第5批的42%，提升了35pcts。

另一方面，電池廠商也爭相入局，此前專精三元鋰電池的LG化學(xué)，據(jù)悉目前也開始研發(fā)磷酸鐵鋰電池，而長期在電池裝車量5-6名徘徊的國軒高科8月也因受益于磷酸鐵鋰電池的逆襲，首度進(jìn)入TOP3。

磷酸鐵鋰電池的高景氣度也使得市場和業(yè)內(nèi)重新開始聚焦于此，其實此前如寧德時代的CTP技術(shù)，比亞迪的刀片電池等都是在對磷酸鐵鋰電池進(jìn)行改善以便在能量密度、耐低溫等方面取得突破，但這僅是在工藝上進(jìn)行革新來合理利用內(nèi)部空間，如去掉模組和多余的結(jié)構(gòu)件以便增加更多的活性物質(zhì)。而從材料端的升級方向來看，磷酸錳鐵鋰（LMFP）被認(rèn)為是磷酸鐵鋰（LFP）電池的升級方向之一。

磷酸錳鐵鋰的出現(xiàn)恰逢其時

真正從技術(shù)上來看，其實磷酸錳鐵鋰并不是完全的新技術(shù)，早期磷酸鐵鋰出來后，電池廠商就在根據(jù)不同配方在做改進(jìn)，但是當(dāng)時國內(nèi)電池廠商和車企受補(bǔ)貼政策影響，更加看重汽車的續(xù)航里程和電池的能量密度，而不管是磷酸鐵鋰電池還是后期的磷酸錳鐵鋰電池相比高容量的三元材料顯然還是有很大差距的，所以電池廠商大部分都放棄了繼續(xù)在錳鐵鋰方面的研究而改用三元。

但如今新能源汽車市場已經(jīng)從政策導(dǎo)向轉(zhuǎn)為市場導(dǎo)向，從市場角度來看，目前500公里左右的續(xù)航也勉強(qiáng)能夠滿足消費者的要求，消費者轉(zhuǎn)而對電池的安全性能提出了更高要求；二從電池廠商和車企角度來看，鋰鉆鎳等上游資源價格都在飛漲，主機(jī)廠和電池廠也都在考慮成本，這也是今年各大車企推出磷酸鐵鋰電池版本汽車的原因。磷酸錳鐵鋰作為磷酸鐵鋰電池的改進(jìn)方向，性能方面的提升毫無疑問使其未來有望成為主機(jī)廠和電池廠的新寵。

磷酸錳鐵鋰性能優(yōu)異，產(chǎn)業(yè)化爆發(fā)前夕

磷酸鐵鋰電池經(jīng)過我國電池廠商多年的研究，不管是能量密度還是其他性能方面基本上都做到了極致，技術(shù)方面沒有什么提升空間了，而磷酸錳鐵鋰和磷酸鐵鋰有著相同的結(jié)構(gòu)，均為有序的橄欖石結(jié)構(gòu)，因此在安全性能和穩(wěn)定性方面是能夠媲美磷酸鐵鋰的，但是由于磷酸錳鋰擁有更高的工作電位（4.1V），因此目前其能量密度比磷酸鐵鋰高出10-20%（理論最高可高出21%），跟普通三元5系接近，但比鎳三元容量還是要低不少。

除此之外，由于材料方面并未增加價格高昂的鎳、鉆等資源，而是使用了價格較低且存量較為豐富的錳，所以材料成本上只比磷酸鐵鋰高5-6%；但是循環(huán)次數(shù)相比磷酸鐵鋰電池低上不少，目前單體循環(huán)次數(shù)僅2000周，但未來仍有提升空間，另外此前磷酸鐵鋰電池導(dǎo)電率較低的缺點也可以通過如今先進(jìn)的包覆、摻雜、納米化等改性技術(shù)來解決。當(dāng)然，雖然磷酸錳鐵鋰的制備方法與磷酸鐵鋰類似，主要還是液相法（水熱法、溶膠凝膠法、共沉淀法）和固相法（碳熱還原法和高溫固相法）兩大類，但是由于材料端多了一款原材料錳，使得配料體系和配比等都要進(jìn)行變化（錳含量過多會降低電池發(fā)電效率進(jìn)而影響電池容量和安全性），所以磷酸錳鐵鋰的制備除了使用傳統(tǒng)工藝，還需要采用碳包覆、離子摻雜、納米化等改性技術(shù)，目前直接對磷酸鐵鋰進(jìn)行轉(zhuǎn)產(chǎn)還是有一定的難度。雖然難度擺在面前，但是目前國內(nèi)外廠商也都開始重視磷酸錳鐵鋰電池的發(fā)展，國內(nèi)龍頭電池廠商寧德、比亞迪、國軒等均有磷酸錳鐵鋰電池相關(guān)的技術(shù)專利布局，近期上游的正極廠商像德方納米、當(dāng)升科技鵬欣資源等也同樣積極開始進(jìn)行布局磷酸錳鐵鋰，磷酸錳鐵鋰電池或已處于產(chǎn)業(yè)化爆發(fā)前夕。

磷酸錳鐵鋰對目前三元/磷酸鐵鋰雙雄格局的影響

正如此前寧德時代鈉離子電池發(fā)布會上說的一樣，鈉離子電池是可以配合鋰離子電池一起混搭使用的。除了單獨使用，磷酸錳鐵鋰也是可以和三元等正極材料進(jìn)行復(fù)合使用，通過使用LMFP包覆三元等正極材料的方法來大大加強(qiáng)了能量密度、循環(huán)次數(shù)、低溫性能等，進(jìn)而大大拓寬了其運用場景，所以現(xiàn)在的電動車、二輪車、儲能、電動工具等磷酸錳鐵鋰電池都可以參與。

而磷酸錳鐵鋰電池的單獨使用方面，在新能源汽車整個市場中，雖然目前不少車企開始轉(zhuǎn)向磷酸鐵鋰電池版本的車型，但是不可否認(rèn)的是高端車型上主體還是三元811和622為主，高鎳三元也的確是未來三元電池的主要發(fā)展方向。而磷酸錳鐵鋰電池盡管在能量密度上能夠略勝磷酸鐵鋰電池一籌，如前文所說能勉強(qiáng)達(dá)到普通5系三元電池的水準(zhǔn)，但是距離高鎳三元還是有不小的差距。

所以華爾街見聞見智研究所認(rèn)為，磷酸錳鐵鋰電池跟三元電池在未來不會是競爭關(guān)系而更多的是偏合作關(guān)系，既可以復(fù)合使用搭配，也可以單獨裝載在中低端車型中，而高端車型仍以高鎳三元電池為主。但跟磷酸鐵鋰電池或許會有一定的競爭，如中低端車型如銷量極佳的五菱宏光，M3乃至未來的爆款ModelY標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航版、小鵬P7后驅(qū)標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航車型和G3

i車型等磷酸鐵鋰款未來或?qū)⒈涣姿徨i鐵鋰電池代替。同時在兩輪車市場中，雖然目前二輪車依舊主要是使用鉛酸電池，但是鉛酸電池的替代效應(yīng)已經(jīng)愈演愈烈，據(jù)EVTank發(fā)布白皮書數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2020年，中國鋰電版電動兩輪車的產(chǎn)量達(dá)到1136萬輛，總體滲透率達(dá)到23.5%，同比增長84.7%。磷酸錳鐵鋰電池的優(yōu)異性毫無疑問也會占據(jù)一席之地，據(jù)悉磷酸錳鐵鋰電池目前已進(jìn)入兩輪車終端市場并且逐漸開始放量。至于在儲能方面，雖然磷酸錳鐵鋰電池的能量密度和其他性能的確比磷酸鐵鋰電池強(qiáng)上不少，但是儲能鋰電池更多看重的是成本和高循環(huán)次數(shù)，由于磷酸錳鐵鋰電池目前單體循環(huán)次數(shù)僅2000周，雖然后期還有提升空間，但是目前較低的循環(huán)次數(shù)顯然是無法和磷酸鐵鋰電池相比的，而且成本也上升了些許，所以儲能方面還是磷酸鐵鋰電池更實用。