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磷酸錳鐵鋰電池前景可期

   2023-09-05 中國能源報9290
核心提示:錳的加入會導致鋰離子擴散速度、導電率下降

近日,工信部發布第374批《道路機動車輛生產企業及產品公告》。從公布車型看,有4款車型搭配的電池為三元鋰離子+磷酸錳鐵鋰電池。值得注意的是,這4款車型采用的三元鋰離子+磷酸錳鐵鋰電池的生產企業為寧德時代全資子公司——江蘇時代新能源科技有限公司。有業內人士猜測,該電池或為此前寧德時代所研發的M3P電池。

據了解,主流錳基電池包括錳酸鋰、磷酸錳鐵鋰、富鋰錳基等。目前,錳酸鋰電池已實現大規模量產。磷酸錳鐵鋰電池通過在磷酸鐵鋰材料中加入錳元素后,能量密度比磷酸鐵鋰電池提高20%左右,同時,理論上未來成本比磷酸鐵鋰電池更低。

中國科學院寧波材料技術與工程研究所研究員夏永高對《中國能源報》記者表示:“雖然目前磷酸鐵鋰電池在資源儲量上不成問題,但其能量密度已接近極限,而相對于三元鋰電池所用的鎳、鈷等,錳的儲量較為充足。在此背景下,錳基電池的優勢逐漸凸顯。”

今年5月,國軒高科發布磷酸錳鐵鋰體系的L600啟晨電芯及電池包,電池單體能量密度達240Wh/kg,續航可達1000公里,預計2024年量產。此外,目前寧德時代、比亞迪、億緯鋰能、中創新航、孚能科技等電池企業均已布局磷酸錳鐵鋰電池。

材料企業近期對于布局磷酸錳鐵鋰表現更為積極。8月10日,湖南裕能發布公告稱,公司擬向特定對象發行股票,募集資金不超過65億元(含本數),在扣除發行費用后全部用于年產32萬噸磷酸錳鐵鋰項目等;8月20日,容百科技公告,公司擬通過控股子公司斯科蘭德在韓國設立子公司,建設年產2萬噸磷酸錳鐵鋰正極材料的項目,投資金額不超過6.42億元。

不過,由于磷酸錳鐵鋰電池是雙電壓平臺,目前尚存在不穩定的問題。東吳證券分析師曾朵紅表示,錳鐵比例在行業中尚無統一的標準,目前行業主流配比的鋰酸錳鐵鋰電池綜合性能表現較好。長期看高錳比例是演進趨勢,但工藝挑戰巨大,同時錳含量越高,能量密度提升越大,還會出現容量降低和循環壽命衰減問題。

夏永高還進一步表示,錳的加入會導致鋰離子擴散速度、導電率下降。“磷酸錳鐵鋰現階段單獨使用還存在一些問題,其更適合用作三元鋰電池的輔助材料,既可以兼顧能量密度,又可以提高三元電池的安全性能。”

“錳鐵鋰與高鎳三元匹配,復合后可得到兼具安全性與高能量密度的產品,并可以形成一系列方案靈活適用終端需求。隨著技術持續突破,能量密度帶來的經濟性優勢將逐漸體現。”曾朵紅認為。

業內人士認為,隨著企業紛紛加大布局并在未來技術實現突破后,磷酸錳鐵鋰電池市場競爭力與需求都將顯著提升。東吳證券預計,錳鐵鋰2025年滲透率將達5%-10%,電池需求近130GWh,對應正極需求超20萬噸,市場規模近150億元;2030年滲透率將超30%,電池需求超1500GWh,對應正極需求超260萬噸,市場規模超1500億元。

 
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