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磷酸鐵鋰技術升級向何方?LMFP產業化正提速

   2021-09-14 科創板日報428111
核心提示:自去年新能源車補貼大幅退坡以來,電車進入市場化驅動,里程焦慮與成本是消費者兩大考量。在此趨勢下,磷酸鐵鋰電池憑借低成本優
自去年新能源車補貼大幅退坡以來,電車進入市場化驅動,里程焦慮與成本是消費者兩大考量。在此趨勢下,磷酸鐵鋰電池憑借低成本優勢,裝車量得以迅速提升,7月首次超過三元電池。

各大車企爭相發布磷酸鐵鋰版車型以爭奪用戶,不過現在裝車的鐵鋰電池續航里程普遍在500公里,提升里程數成為吸引消費者的重要途徑。

近段時間以來,磷酸錳鐵鋰(LMFP)作為磷酸鐵鋰(LFP)電池技術升級的方向之一,引發資本市場廣泛關注。天津斯科蘭德科技有限公司總經理李積剛對記者表示,較之鐵鋰電池,磷酸錳鐵鋰可使電池能量密度提升15%以上,目前仍需一年左右認證周期,之后將大規模上量。

能量密度優勢明顯

磷酸錳鐵鋰材料的合成方法與磷酸鐵鋰的合成方法類似,主要分為液相法與固相法兩種。液相法能實現分子級的結合,一致性高,循環性能更為優秀。固相法產品均一性相對不及液相,但工藝成熟,易于控制,為市場大部分企業的磷酸鐵鋰生產方案。

“磷酸錳鐵鋰相對于磷酸鐵鋰的優勢,就是把電壓由3.2V提升至4.1V,進而能量密度提升了15%以上,這意味著續航里程可到600公里左右。”李積剛說。

招商證券游家訓團隊認為,LMFP的理論能量密度或可接近現在的5系高壓三元(NCM)電池,但電導率低、與電解質會發生副反應、Jahn-Teller效應造成磷酸錳晶體結構發生不可逆變化等缺陷,極大影響了產業化進程。

李積剛認為,目前行業內通過碳包覆、離子摻雜、納米化等手段,使電導率有較大的改善,同時對Jahn-Teller效應有顯著的抑制。

除了升級磷酸鐵鋰電池外,對于三元電池的高成本和不穩定,LMFP也有用武之地。游家訓團隊稱,通過使用LMFP包覆三元材料的方法,有望使得復合材料兼具LMFP的低成本、高安全性以及三元材料高能量密度的優勢。

產業化正在提速

當下磷酸錳鐵鋰的應用市場主要是小動力兩輪車、三輪車。比如天能股份(688819.SH)生產的LMFP18650電池成功應用在小牛的最新款F0系列電動車中。

“國內每年有3000萬-4000萬輛電動自行車,將逐漸由鉛酸換成鋰電。根據市場不同選用不同的產品,目前磷酸錳鐵鋰市場容量至少有上萬噸。”李積剛說。

在李積剛看來,動力電池是確定性的發展方向。現在市場化最大的困難是新產品認證需要一年左右的周期,之后一定是大規模上量,逐步或部分取代鐵鋰,包括與三元材料復合使用,改善安全性能。

同時LMFP應用在儲能端時,可有效減少儲能系統的質量及所需要的電池數量,不但能夠降低成本,而且能夠減少檢修數量。

近期以來,不少正極材料公司相繼發布磷酸錳鐵鋰電生產和技術儲備計劃,為此后量產布局。

9月3日,德方納米(300769.SZ)公告稱,擬在曲靖經濟技術開發區建設“年產10萬噸新型磷酸鹽系正極材料生產基地項目”。業界推測,該項目可能就是磷酸錳鐵鋰。

8月,當升科技(300073.SZ)則在中報披露,公司正在針對電動車和高端儲能市場專項開發高性能的磷酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰材料。

另外,每KWh的LMFP正極需要0.13kg鐵源和0.38kg錳源。其量產應用可能會大幅增加電池級錳源的需求量。

李積剛對此表示,“磷酸錳鐵鋰對錳有大量需求,但錳的儲備很豐富,整體價格比較平衡。后續隨著大規模生產,和鐵鋰的價格應該是相當的。”
 
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