電池能量密度提升超15% 磷酸錳鐵鋰產業化進程加速

2021-09-17 10:53 來源: 上海證券報

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【連網】憑成本低廉、安全性強等優勢，磷酸鐵鋰電池實現“逆襲”。今年8月，磷酸鐵鋰電池產量、年累計產量、裝車量已超三元電池。隨著技術演進，磷酸鐵鋰電池的能量密度能否突破“天花板”？近期，磷酸錳鐵鋰作為磷酸鐵鋰電池技術的“升級版”，引發廣泛關注。

上海證券報記者從業內了解到，磷酸錳鐵鋰可使電池能量密度提升15%以上。目前，相關企業正積極布局磷酸錳鐵鋰產能，經歷一兩年左右的認證周期和生產放量后，磷酸錳鐵鋰將步入產業化進程。

成功運用于小動力領域

“磷酸錳鐵鋰并非一個全新的概念，它已在小動力兩輪車、低速車等領域廣泛運用。”天津斯科蘭德科技有限公司總經理李積剛表示，這些領域的電池認證周期較短，磷酸錳鐵鋰技術推廣較快。

“此前，新能源汽車政策補貼與能量密度掛鉤，因此能量密度較低的磷酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰并不是很受歡迎。但在不受補貼影響的電動自行車領域，企業和用戶更關心性能，磷酸錳鐵鋰由此興起。”星恒電源電池工程院院長趙成龍表示。

磷酸錳鐵鋰在小動力領域的實踐，無疑是成功的，其性能明顯優于磷酸鐵鋰。李積剛向記者描繪了一幅畫面：人們騎著磷酸鐵鋰電動車，剛剛還顯示有電量，騎著騎著突然就沒電了，這是因為磷酸鐵鋰的前期放電曲線太平，放電結尾電壓下降太快，其電量在以SOC為代表的管理系統監控下敏感度較差。

“磷酸錳鐵鋰電池的放電曲線則與三元電池相似，既擁有高能量密度，又有較好的耐低溫性能，成本也低廉，因此廣泛應用于兩輪車。”李積剛表示。

據了解，天能股份生產的磷酸錳鐵鋰電池已應用于小牛電動車F0系列最新款，產品參數顯示，其在低溫環境下續航里程表現提升25%。兩輪車電池龍頭企業星恒電源、天能股份等均把磷酸錳鐵鋰當作戰略方向。

單用混用均有多項優點

高能量密度，是磷酸錳鐵鋰相較磷酸鐵鋰的核心優勢。

據李積剛介紹，磷酸錳鐵鋰理論容量與磷酸鐵鋰相同，為170mAh/g，但它相對于Li+/Li的電極電勢為4.1V，遠高于磷酸鐵鋰的3.4V，因此具有潛在的高能量密度優勢。當磷酸錳鐵鋰的實際容量發揮到與磷酸鐵鋰相同的程度，其能量密度比磷酸鐵鋰提高15%。

除了單獨使用，磷酸錳鐵鋰與其他正極材料混用，以提升電池性能，也是磷酸錳鐵鋰產業化的一大方向。例如，星恒電源已在磷酸錳鐵鋰的復合技術改善上有重大突破。

“這種技術改善的核心，是將錳酸鋰和磷酸錳鐵鋰混摻，使電池的低溫、安全、循環等性能更為優異。”趙成龍表示，預計在未來的兩三年，磷酸錳鐵鋰仍以混合使用為主。

李積剛表示，經過測試，磷酸錳鐵鋰復合80%的三元523材料后，其能量密度影響不大，但顯著提高了安全性能，并降低了三元電池體系的整體成本。

上市公司“跑步進場”

近期，多家上市公司公告了磷酸錳鐵鋰量產計劃。

德方納米9月3日晚公告稱，公司簽訂年產10萬噸新型磷酸鹽正極材料生產基地和年產20萬噸磷酸鐵鋰前驅體項目框架合作協議。德方納米2021年半年報顯示，新型磷酸鹽系正極材料較磷酸鐵鋰顯著提升電池能量密度。補鋰添加劑材料和新型磷酸鹽系正極材料復合使用后，較現有磷酸鐵鋰電池能量密度提升約20%。多家券商認為，上述新型磷酸鹽系正極材料正是磷酸錳鐵鋰材料。鵬欣資源、當升科技也有相應布局。

不過，短期內，磷酸錳鐵鋰產業化仍需克服諸多瓶頸。例如，原料電池級硫酸錳制備難度較高，品質參差不齊；磷酸錳鐵鋰電池投入乘用轎車領域的認證周期較長，需要一兩年甚至更長時間。

趙成龍表示，目前，絕大多數磷酸錳鐵鋰廠商均有擴產計劃。今年，下游客戶的磷酸錳鐵鋰試用較多，預計明年開始正式出貨，后年可能達到產量全面鋪開的程度。

李積剛表示，磷酸錳鐵鋰作為磷酸鐵鋰的升級產品，即將進入大規模生產。預計未來一兩年，磷酸錳鐵鋰將在乘用轎車上實現初步上量。

電池能量密度提升超15% 磷酸錳鐵鋰產業化進程加速

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