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

今年毫無(wú)疑問(wèn)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(xiāo)量和裝車(chē)量三個(gè)方面分別實(shí)現(xiàn)了3年以來(lái)首次對(duì)三元鋰電池的反超，而且從下半年開(kāi)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(chē)量環(huán)比為負(fù)，而磷酸鐵鋰電池依舊以?xún)晌粩?shù)的環(huán)比增長(zhǎng)率，三位數(shù)的同比增長(zhǎng)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(lái)持續(xù)獲得車(chē)企親睞，各種熱門(mén)車(chē)型如特斯拉7月上線(xiàn)的ModelY標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航版、小鵬P7后驅(qū)標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航車(chē)型和G3i車(chē)型紛紛開(kāi)始采用磷酸鐵鋰電池，這一點(diǎn)在車(chē)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(zhēng)相入局，此前專(zhuān)精三元鋰電池的LG化學(xué)，據(jù)悉目前也開(kāi)始研發(fā)磷酸鐵鋰電池，而長(zhǎng)期在電池裝車(chē)量5-6名徘徊的國(guó)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(chǎng)和業(yè)內(nèi)重新開(kāi)始聚焦于此，其實(shí)此前如寧德時(shí)代的CTP技術(shù)，比亞迪的刀片電池等都是在對(duì)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(lái)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(jí)方向來(lái)看，磷酸錳鐵鋰（LMFP）被認(rèn)為是磷酸鐵鋰（LFP）電池的升級(jí)方向之一。

磷酸錳鐵鋰的出現(xiàn)恰逢其時(shí)

真正從技術(shù)上來(lái)看，其實(shí)磷酸錳鐵鋰并不是完全的新技術(shù)，早期磷酸鐵鋰出來(lái)后，電池廠商就在根據(jù)不同配方在做改進(jìn)，但是當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)電池廠商和車(chē)企受補(bǔ)貼政策影響，更加看重汽車(chē)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(chē)市場(chǎng)已經(jīng)從政策導(dǎo)向轉(zhuǎn)為市場(chǎng)導(dǎo)向，從市場(chǎng)角度來(lái)看，目前500公里左右的續(xù)航也勉強(qiáng)能夠滿(mǎn)足消費(fèi)者的要求，消費(fèi)者轉(zhuǎn)而對(duì)電池的安全性能提出了更高要求；二從電池廠商和車(chē)企角度來(lái)看，鋰鉆鎳等上游資源價(jià)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(chē)企推出磷酸鐵鋰電池版本汽車(chē)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(wú)疑問(wèn)使其未來(lái)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(guò)我國(guó)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(méi)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(jià)格高昂的鎳、鉆等資源，而是使用了價(jià)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(lái)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(diǎn)也可以通過(guò)如今先進(jìn)的包覆、摻雜、納米化等改性技術(shù)來(lái)解決。當(dāng)然，雖然磷酸錳鐵鋰的制備方法與磷酸鐵鋰類(lèi)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(lèi)，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(guò)多會(huì)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(duì)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(guó)內(nèi)外廠商也都開(kāi)始重視磷酸錳鐵鋰電池的發(fā)展，國(guó)內(nèi)龍頭電池廠商寧德、比亞迪、國(guó)軒等均有磷酸錳鐵鋰電池相關(guān)的技術(shù)專(zhuān)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(kāi)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(duì)目前三元/磷酸鐵鋰雙雄格局的影響

正如此前寧德時(shí)代鈉離子電池發(fā)布會(huì)上說(shuō)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(dú)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(guò)使用LMFP包覆三元等正極材料的方法來(lái)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(yùn)用場(chǎng)景，所以現(xiàn)在的電動(dòng)車(chē)、二輪車(chē)、儲(chǔ)能、電動(dòng)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(dú)使用方面，在新能源汽車(chē)整個(gè)市場(chǎng)中，雖然目前不少車(chē)企開(kāi)始轉(zhuǎn)向磷酸鐵鋰電池版本的車(chē)型，但是不可否認(rèn)的是高端車(chē)型上主體還是三元811和622為主，高鎳三元也的確是未來(lái)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(shuō)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(jiàn)聞見(jiàn)智研究所認(rèn)為，磷酸錳鐵鋰電池跟三元電池在未來(lái)不會(huì)是競(jìng)爭(zhēng)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(dú)裝載在中低端車(chē)型中，而高端車(chē)型仍以高鎳三元電池為主。但跟磷酸鐵鋰電池或許會(huì)有一定的競(jìng)爭(zhēng)，如中低端車(chē)型如銷(xiāo)量極佳的五菱宏光，M3乃至未來(lái)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(chē)型和G3

i車(chē)型等磷酸鐵鋰款未來(lái)或?qū)⒈涣姿徨i鐵鋰電池代替。同時(shí)在兩輪車(chē)市場(chǎng)中，雖然目前二輪車(chē)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(shū)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年，中國(guó)鋰電版電動(dòng)兩輪車(chē)的產(chǎn)量達(dá)到1136萬(wàn)輛，總體滲透率達(dá)到23.5%，同比增長(zhǎng)84.7%。磷酸錳鐵鋰電池的優(yōu)異性毫無(wú)疑問(wèn)也會(huì)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(chē)終端市場(chǎng)并且逐漸開(kāi)始放量。至于在儲(chǔ)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(chǔ)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(wú)法和磷酸鐵鋰電池相比的，而且成本也上升了些許，所以?xún)?chǔ)能方面還是磷酸鐵鋰電池更實(shí)用。