1997年,Padhi等人发表了“Phospho-olivines as positive-electrode materials for rechargeable lithium batteries”一文,最先提到磷酸铁锰锂(LiFe1-xMnxPO4)。如今,26载已过,2023年或将迎来磷酸锰铁锂爆发“前夕”。
目前,石墨负极克容量水平已在300mAh/g以上,硅基负极可达370mAh/g。而主流正极材料克容量水平在200mAh/g,更高的三元材料水平依旧在250mAh/g以下。富锂锰基则具备超250mAh/g的高能量密度潜力。
同时,以锰元素为主的富锂锰基材料价格低廉,相比于三元、钴酸锂材料,在高克容量的基础上还兼具成本优势,被业界期待为下一代锂电池的理想正极。
磷酸锰铁锂正极材料拥有更高的电压平台,可达4.1V,因此在相同条件下理论能量密度比磷酸铁锂高15%-20%。在具体产品上,则表现为以此种材料产出的电池体积更小、续航更长。
作为磷酸铁锂的升级版,磷酸锰铁锂正成为动力电池赛道的新热门,不管是整车厂,还是电池厂商、正极材料厂商,都将手伸向了这一领域。
产业链积极扩产
在材料企业方面,容百科技、德方纳米、湖南裕能扩产热情最高。
容百科技9月19日在投资者互动平台表示,目前公司拥有磷酸锰铁锂正极年产能6200吨,预计2024年将实现大规模量产,计划于2024年底,拟在韩国建成2万吨/年产能,在中国建成6万吨/年产能,2030年底在中韩欧美建成56万吨/年磷酸锰铁锂产能。
德方纳米布局最早,2014年就开始申请磷酸锰铁锂的专利,截至2022年底,公司拥有26项相关专利,位居行业第一。2022年9月,德方纳米11万吨/年磷酸锰铁锂产线在云南曲靖投产,截至2022年底,磷酸锰铁锂80%以上的产能由德方纳米贡献。
湖南裕能则是与宁德时代深度绑定。9月19日,湖南裕能在投资者互动平台表示,公司磷酸锰铁锂产品处于批量试生产阶段。值得注意的是,今年8月,湖南裕能拟募资65亿元,在云南建设年产32万吨磷酸锰铁锂等项目。作为宁德时代的正极材料第一供应商,今年3月,湖南裕能公告,拟与宁德时代签署《开发协议》,对新型磷酸铁锂产品进行设计开发,并依据宁德时代的需求生产制造新型磷酸铁锂产品。
据悉,新型磷酸铁锂产品即为M3P电池,M3P不只是磷酸锰铁锂,还包含其他金属元素,被称之为“磷酸盐体系的三元”。
M3P VS 刀片电池
在磷酸铁锂电池的装车量上,今年2月,比亚迪超越宁德时代居于第一名的位置。虽然宁德时代上半年仍以65.74GWh的装机量及64.04%的市场份占据首位,但不得不承认,比亚迪正凭借“刀片电池”垂直自供的优势侵蚀着宁王的市场份额。
据了解,虽然比亚迪的杀手锏虽然是磷酸铁锂系“刀片电池”,但公司早在2013年便申请过磷酸锰铁锂的相关专利,2015年之后,虽有几年停滞期,但在2020年起又继续押注这一赛道,据统计,截至2022年底,比亚迪拥有相关专利26项,与容百科技并列行业第一。
作为韩企三大电池巨头之一的三星 SDI,也踏进了磷酸锰铁锂这一赛道。9月4日,三星 SDI 在德国慕尼黑车展 IAA Mobility 2023上首次展示了其磷酸锰铁锂电池。
此前三星SDI一直专注于生产高镍三元电池,今年3月16日,三星SDI在股东大会后宣布,公司已经启动了磷酸铁锂电池的研发项目。6月,三星SDI公布了公司计划在今年晚期开始试产磷酸铁锂电池。三星SDI算是在海外市场中,研发进展最快的企业。
据统计,今年1-6月,三星SDI全球动力电池装机量12.6GWh,同比增长28.2%,不过市场份额小幅下降0.7个百分点,为4.1%,位列全球第七位。
值得一提的是,化工巨头巴斯夫在2022年4月,宣布其控股子公司巴斯夫杉杉正扩产其长沙和宁夏石嘴山基地正极产线产能,用于生产包含富锰(Mn-rich)镍钴锰在内的正极活性产品。
磷酸锰铁锂迎来爆发“前夕”
2023年下半年,企业扩产速度加快,磷酸锰铁锂来到爆发“前夕”。
今年9月,贵州锦晟天奈新能源10万吨/年磷酸(锰)铁前驱体项目开工;创普斯年产30万吨磷酸锰铁锂正极材料生产项目正式开工;
8月,龙盘科技发布“锰锂1号”磷酸锰铁锂正极材料新品;当升蜀道30万吨/年磷酸(锰)铁锂项目设备进场,预计年底一期4万吨/年磷酸(锰)铁锂生产线竣工投产。
6月,眉山市天奈锦城10万吨磷酸锰铁锂正极材料项目正式开工。青岛乾运高科新材料股份有限公司年产20万吨磷酸锰铁锂正极材料项目正式开工。(相关链接:磷酸铁锂、磷酸铁、磷酸锰铁锂项目最新动态大盘点!)
电池企业方面,国轩高科于2014年开始研发,包括“FP1865140-15Ah方形磷酸锰铁锂电池”,并于今年5月发布磷酸锰铁锂体系的L600启晨电芯及电池包,续航可达1000公里,预计2024年量产。(这个电池有点“锰”:国轩高科发布新锂电池,不含镍钴)
中创新航已发布One-Stop高锰铁锂电池,支持整车续航超过700km。除此之外,欣旺达、孚能科技、瑞浦兰钧等企业也将于2023-2024年相继推出磷酸锰铁锂产品。
车企方面,特斯拉Model 3后续要推出的高性能版有望搭载磷酸锰铁锂电池;奇瑞星纪元ES及奇瑞与华为智选合作的首款新车智界S73,旗下4款车型的储能装置采用了“三元锂离子+磷酸锰铁锂电池”的组合。
市场方面,预计2025年,磷酸锰铁锂的需求量有望达到173.5GWh,磷酸锰铁锂正极材料单耗为2200吨/GWh,则需求量达38.2万吨。
2023曾经被称为“钠电产业化元年”,不过如今看来,称之为“磷酸锰铁锂爆发前夕”则更加贴切。毫无疑问,随着特斯拉Model 3高性能版及宁德时代M3P的问世,磷酸锰铁锂电池将快速在新能源汽车领域占据一席之地,要想在激烈的市场竞争中坐稳一席之地不是那么容易,这条赛道正迎来越来越多的“玩家”,包含那些虎视眈眈的海外选手。
原标题:2023年磷酸锰铁锂产业链梳理