呼吁已久的磷酸錳鐵鋰再次激發(fā)產(chǎn)業(yè)熱潮。

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》顯示，有4款車型裝配了三元鋰離子+磷酸錳鐵鋰電池，供應(yīng)商為寧德時(shí)代全資子公司——江蘇時(shí)代新能源科技有限公司。

從實(shí)驗(yàn)室走到大眾消費(fèi)者手中，磷酸錳鐵鋰電池已正式開(kāi)啟商業(yè)化生產(chǎn)。

從近期各大鋰電巨頭緊鑼密鼓公布的產(chǎn)能規(guī)劃、量產(chǎn)信息以及裝車時(shí)間表來(lái)看，毫無(wú)疑問(wèn)，磷酸錳鐵鋰的量產(chǎn)元年正在到來(lái)。

作為產(chǎn)業(yè)內(nèi)關(guān)注頗久的一款技術(shù)路線，磷酸錳鐵鋰被視為磷酸鐵鋰的下一代升級(jí)路線，通過(guò)在磷酸鐵鋰中摻雜錳元素，進(jìn)一步提升能量密度和電壓。

有電池大廠對(duì)高工鋰電表示，從技術(shù)路線來(lái)看，磷酸錳鐵鋰的未來(lái)趨勢(shì)明確，已經(jīng)成為了各大鋰電、整車廠商的推進(jìn)路線。

市場(chǎng)背景方面，在動(dòng)力電池領(lǐng)域，磷酸鐵鋰市場(chǎng)占據(jù)過(guò)半江山，今年1-7月，磷酸鐵鋰電池裝機(jī)量達(dá)125.6GWh，占總裝車量的68.1%

下游車市亦在磷酸鐵鋰技術(shù)的加持下發(fā)生微妙變化。上半年以來(lái)，我國(guó)新能源汽車銷量達(dá)303萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)38%，PHEV車型銷量達(dá)92.1萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)102%。作為磷酸鐵鋰裝車的主力車型，PHEV市場(chǎng)的高速增長(zhǎng)，傳遞出下游對(duì)磷酸鐵鋰路線的偏好以及低成本、高能量密度、高安全性的平衡訴求。

需求向上，鐵鋰路線的成功更激發(fā)材料、電池廠商在磷酸錳鐵鋰路線的擴(kuò)產(chǎn)熱情。

另外，相比于現(xiàn)有的磷酸鐵鋰格局，磷酸錳鐵鋰技術(shù)新穎，市場(chǎng)空白，先發(fā)廠家在商業(yè)化量產(chǎn)后可以率先獲得產(chǎn)品溢價(jià)能力。

種種因素影響下，磷酸錳鐵鋰正帶來(lái)新一輪電池生態(tài)的變革。

鋰電巨頭扎堆磷酸錳鐵鋰

從技術(shù)特征來(lái)看，更低的成本以及更高的能量密度是磷酸錳鐵鋰顯著的優(yōu)勢(shì)。

得益于更高的電壓平臺(tái)，理論上，磷酸錳鐵鋰的能量密度可比磷酸鐵鋰高出15%-20%；另一方面，磷酸錳鐵鋰中摻雜錳，全球錳礦資源豐富，考慮到能量密度提升帶來(lái)的單瓦時(shí)成本降低，磷酸錳鐵鋰成本比磷酸鐵鋰成本低5%-10%。

在安全性方面，磷酸錳提鋰依舊屬于磷酸鹽體系，熱失控表現(xiàn)上與磷酸鐵鋰相當(dāng)。

值得關(guān)注的是，磷酸錳鐵鋰具有良好的低溫性能。在-20℃的條件下，磷酸錳鐵鋰能保持近80%的容量。

這不僅僅是對(duì)于國(guó)內(nèi)高緯度地區(qū)電動(dòng)車市場(chǎng)的開(kāi)拓有帶動(dòng)作用，放在國(guó)際市場(chǎng)，以歐美為代表的新能源汽車市場(chǎng)集中在北緯30°以上的溫帶地區(qū)，對(duì)低溫性要求高。

進(jìn)一步延伸到國(guó)際市場(chǎng)的磷酸鐵鋰路線與三元路線選擇上。國(guó)際市場(chǎng)向來(lái)由三元電池占主導(dǎo)，在磷酸錳鐵鋰克服低溫性，兼具高能量密度、低成本、安全性下，有望進(jìn)一步擴(kuò)大磷酸系電池市場(chǎng)份額。

在儲(chǔ)能方面，有電芯材料工程師對(duì)高工鋰電稱，磷酸錳鐵鋰同樣也可以應(yīng)用到儲(chǔ)能市場(chǎng)，動(dòng)力+儲(chǔ)能雙賽道，都可以提升磷酸錳鐵鋰的市場(chǎng)空間。

目前，國(guó)內(nèi)鋰電巨頭已爭(zhēng)相開(kāi)展了磷酸錳鐵鋰的布局。

寧德時(shí)代、比亞迪、億緯鋰能等多家鋰電企業(yè)均積極推進(jìn)磷酸錳鐵鋰電池的研發(fā)和生產(chǎn)，眾多電池正極材料廠商紛紛前瞻性布局磷酸錳鐵鋰正極材料相關(guān)技術(shù)，共同推進(jìn)磷酸錳鐵鋰產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程和應(yīng)用。

據(jù)高工鋰電不完全梳理，已有10余家鋰電巨頭在磷酸錳鐵鋰開(kāi)展布局，并形成超百萬(wàn)噸級(jí)的產(chǎn)能。

容百科技、湖南裕能、德方納米擴(kuò)產(chǎn)熱情最高。其中容百科技至2030年已規(guī)劃56萬(wàn)噸磷酸錳鐵鋰產(chǎn)能，湖南裕能初步規(guī)劃32萬(wàn)噸磷酸錳鐵鋰產(chǎn)能，德方納米已建成11萬(wàn)噸磷酸錳鐵鋰產(chǎn)能。

從整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)看，磷酸錳鐵鋰戰(zhàn)場(chǎng)已經(jīng)匯聚了材料龍頭、電池龍頭乃至整車龍頭?？梢?jiàn)，磷酸錳鐵鋰已被視為必爭(zhēng)的戰(zhàn)場(chǎng)。

不低的技術(shù)門檻

從工藝特點(diǎn)來(lái)看，磷酸錳鐵鋰的主流生產(chǎn)工藝包括固相法和液相法。

固相法優(yōu)點(diǎn)在于設(shè)備和工藝簡(jiǎn)單，成本較低，適合工業(yè)化生產(chǎn)，其缺點(diǎn)是固相不均勻，難以控制產(chǎn)物的晶型和顆粒大小，一致性較差。液相法的優(yōu)勢(shì)在于能使原料在分子水平上的混合更均勻，產(chǎn)物的尺寸和形貌可控，劣勢(shì)在于工藝復(fù)雜，需要耐高溫高壓的反應(yīng)設(shè)備，成本高。

基于兩種生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)，固液相結(jié)合的方式將成為磷酸錳鐵鋰的生產(chǎn)趨勢(shì)。結(jié)合固相法、液相法的生產(chǎn)特點(diǎn)，可以在環(huán)保、規(guī)模量產(chǎn)、成本等多個(gè)方面匹配不同電池廠商的生產(chǎn)要求。

目前，容百科技在磷酸錳鐵鋰已實(shí)現(xiàn)二代固液一體化生產(chǎn)，當(dāng)升科技亦采用固液相結(jié)合的生產(chǎn)辦法。

磷酸錳鐵鋰由磷酸鐵鋰演變而成，但其技術(shù)難度并不低。

容百斯特蘭德總經(jīng)理李積剛對(duì)高工鋰電表示，一個(gè)關(guān)鍵的工藝問(wèn)題在于，在加工過(guò)程中，鐵鋰是半導(dǎo)體，錳鐵鋰是絕緣體，錳鐵鋰的顆粒很小導(dǎo)致加工技術(shù)路線難度大。錳元素的加入，導(dǎo)致電池材料的合成配方改變，進(jìn)而影響整個(gè)生產(chǎn)體系。

李積剛進(jìn)一步表示，盡管磷酸鐵鋰和磷酸錳鐵鋰生產(chǎn)工藝類似，但涉及一系列工藝以及產(chǎn)線良率問(wèn)題，磷酸鐵鋰向磷酸錳鐵鋰需要新建產(chǎn)線，反之，磷酸錳鐵鋰產(chǎn)線可以快速切換成磷酸鐵鋰產(chǎn)線。

磷酸錳鐵鋰還搭配了一系列的改性技術(shù)，包括在磷酸錳鐵鋰中加入適量碳進(jìn)行碳包覆，從而阻止顆粒接觸，抑制顆粒增長(zhǎng)；通過(guò)離子摻雜，在磷酸錳鐵鋰晶格中產(chǎn)生空位或改變?cè)娱g鍵長(zhǎng)，提高材料電化學(xué)性能；通過(guò)材料納米化，提升Li+的遷移速度，進(jìn)一步提升電池充放電容量和倍率性能。

從磷酸鐵鋰過(guò)渡到磷酸錳鐵鋰是綜合技術(shù)體系的升級(jí)，這也實(shí)際導(dǎo)致，當(dāng)前市場(chǎng)上，實(shí)際具備磷酸錳鐵鋰量產(chǎn)能力的廠商并不多。

磷酸錳鐵鋰對(duì)當(dāng)前的三元和鐵鋰會(huì)形成怎樣的沖擊？

據(jù)高工鋰電了解，目前業(yè)內(nèi)也存在不一樣的爭(zhēng)執(zhí)，有電池大廠對(duì)高工鋰電表示，對(duì)現(xiàn)有的鐵鋰市場(chǎng)沖擊較大。

李積剛則認(rèn)為，磷酸錳鐵鋰的出現(xiàn)并非對(duì)現(xiàn)有三元和鐵鋰市場(chǎng)的完全替代，而是在能量密度、低溫性等各方面彌補(bǔ)現(xiàn)有鐵鋰、三元市場(chǎng)的短板，進(jìn)而放大鐵鋰、三元電池的應(yīng)用場(chǎng)景。

本身磷酸錳鐵鋰的錳元素?fù)胶坎⒉桓?，磷酸錳鐵鋰+三元的思路也可以加大三元電池的應(yīng)用空間，從而在整個(gè)電池生態(tài)上擴(kuò)展應(yīng)用邊界。磷酸錳鐵鋰市場(chǎng)帶來(lái)的邊際增量也將遠(yuǎn)大于對(duì)現(xiàn)有材料替代帶來(lái)的損失。

產(chǎn)業(yè)化加速進(jìn)行

磷酸錳鐵鋰的產(chǎn)業(yè)化路程在行業(yè)龍頭的帶動(dòng)下仍在加速推進(jìn)。

其實(shí)，行業(yè)對(duì)磷酸錳鐵鋰路線的關(guān)注并非這幾個(gè)月的事情。

早在2022年，磷酸錳鐵鋰已引發(fā)一波行業(yè)熱潮。2022年7月，容百科技表示，將通過(guò)并購(gòu)的形式，快速切入磷酸鐵鋰市場(chǎng)。同年7月，容百科技并購(gòu)了磷酸錳鐵鋰公司天津斯科蘭德，以3.89億元的價(jià)格收購(gòu)后者68.25%的股權(quán)。

此前，寧德時(shí)代、欣旺達(dá)、億緯鋰能磷酸錳鐵鋰電池已傳出通過(guò)電池中試環(huán)節(jié)，并送樣下游車企測(cè)試。比亞迪旗下弗迪電池亦傳出開(kāi)始小批量采購(gòu)磷酸錳鐵鋰材料，并處于內(nèi)部研發(fā)階段。

區(qū)別于2022年，磷酸錳鐵鋰處于實(shí)驗(yàn)室或者車間測(cè)試。2023年，從鋰電產(chǎn)業(yè)上游材料廠商，到下游車企，磷酸錳鐵鋰的放量已然明確。

李積剛表示，從車企的視角來(lái)看，從400km到600km，再到800km，電動(dòng)汽車的技術(shù)迭代要求一直存在，磷酸錳鐵鋰也是響應(yīng)下游車企的技術(shù)升級(jí)訴求。

高工鋰電產(chǎn)業(yè)研究院（GGII）數(shù)據(jù)顯示，2023年國(guó)內(nèi)磷酸錳鐵鋰正極材料出貨量有望超過(guò)1.5萬(wàn)噸，市場(chǎng)規(guī)模有望超10億元，2025年磷酸錳鐵鋰正極材料出貨有望超20萬(wàn)噸，市場(chǎng)規(guī)模有望超100億元。

容百科技表示，公司磷酸錳鐵鋰材料客戶已達(dá)80余家，上半年通過(guò)了多家動(dòng)力電池客戶的審廠，在四輪方面的裝車進(jìn)度上已完成夏試，三季度將進(jìn)入冬試，預(yù)計(jì)年底會(huì)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模裝車。

容百科技還表示，目前公司磷酸錳鐵鋰單萬(wàn)噸投資額低于1億元。

德方納米表示，公司磷酸錳鐵鋰材料已通過(guò)客戶的批量驗(yàn)證，產(chǎn)品經(jīng)過(guò)了多輪的測(cè)試驗(yàn)證和性能優(yōu)化提升，在循環(huán)壽命、能量密度等指標(biāo)上處于領(lǐng)先地位。

商業(yè)量產(chǎn)加速下，新一輪磷酸錳鐵鋰規(guī)模裝車潮即將來(lái)臨。

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