电池能量密度提升超15% 磷酸锰铁锂产业化进程加速

    凭成本低廉、安全性强等优势，磷酸铁锂电池实现“逆袭”。今年8月，磷酸铁锂电池产量、年累计产量、装车量已超三元电池。随着技术演进，磷酸铁锂电池的能量密度能否突破“天花板”？近期，磷酸锰铁锂作为磷酸铁锂电池技术的“升级版”，引发广泛关注。

    上海证券报记者从业内了解到，磷酸锰铁锂可使电池能量密度提升15%以上。目前，相关企业正积极布局磷酸锰铁锂产能，经历一两年左右的认证周期和生产放量后，磷酸锰铁锂将步入产业化进程。

    成功运用于小动力领域

    “磷酸锰铁锂并非一个全新的概念，它已在小动力两轮车、低速车等领域广泛运用。”天津斯科兰德科技有限公司总经理李积刚表示，这些领域的电池认证周期较短，磷酸锰铁锂技术推广较快。

    “此前，新能源汽车政策补贴与能量密度挂钩，因此能量密度较低的磷酸铁锂、磷酸锰铁锂并不是很受欢迎。但在不受补贴影响的电动自行车领域，企业和用户更关心性能，磷酸锰铁锂由此兴起。”星恒电源电池工程院院长赵成龙表示。

    磷酸锰铁锂在小动力领域的实践，无疑是成功的，其性能明显优于磷酸铁锂。李积刚向记者描绘了一幅画面：人们骑着磷酸铁锂电动车，刚刚还显示有电量，骑着骑着突然就没电了，这是因为磷酸铁锂的前期放电曲线太平，放电结尾电压下降太快，其电量在以SOC为代表的管理系统监控下敏感度较差。

    “磷酸锰铁锂电池的放电曲线则与三元电池相似，既拥有高能量密度，又有较好的耐低温性能，成本也低廉，因此广泛应用于两轮车。”李积刚表示。

    据了解，天能股份生产的磷酸锰铁锂电池已应用于小牛电动车F0系列最新款，产品参数显示，其在低温环境下续航里程表现提升25%。两轮车电池龙头企业星恒电源、天能股份等均把磷酸锰铁锂当作战略方向。

    单用混用均有多项优点

    高能量密度，是磷酸锰铁锂相较磷酸铁锂的核心优势。

    据李积刚介绍，磷酸锰铁锂理论容量与磷酸铁锂相同，为170mAh/g，但它相对于Li+/Li的电极电势为4.1V，远高于磷酸铁锂的3.4V，因此具有潜在的高能量密度优势。当磷酸锰铁锂的实际容量发挥到与磷酸铁锂相同的程度，其能量密度比磷酸铁锂提高15%。

    除了单独使用，磷酸锰铁锂与其他正极材料混用，以提升电池性能，也是磷酸锰铁锂产业化的一大方向。例如，星恒电源已在磷酸锰铁锂的复合技术改善上有重大突破。

    “这种技术改善的核心，是将锰酸锂和磷酸锰铁锂混掺，使电池的低温、安全、循环等性能更为优异。”赵成龙表示，预计在未来的两三年，磷酸锰铁锂仍以混合使用为主。

    李积刚表示，经过测试，磷酸锰铁锂复合80%的三元523材料后，其能量密度影响不大，但显著提高了安全性能，并降低了三元电池体系的整体成本。

    上市公司“跑步进场”

    近期，多家上市公司公告了磷酸锰铁锂量产计划。

    德方纳米9月3日晚公告称，公司签订年产10万吨新型磷酸盐正极材料生产基地和年产20万吨磷酸铁锂前驱体项目框架合作协议。德方纳米2021年半年报显示，新型磷酸盐系正极材料较磷酸铁锂显著提升电池能量密度。补锂添加剂材料和新型磷酸盐系正极材料复合使用后，较现有磷酸铁锂电池能量密度提升约20%。多家券商认为，上述新型磷酸盐系正极材料正是磷酸锰铁锂材料。鹏欣资源、当升科技也有相应布局。

    不过，短期内，磷酸锰铁锂产业化仍需克服诸多瓶颈。例如，原料电池级硫酸锰制备难度较高，品质参差不齐；磷酸锰铁锂电池投入乘用轿车领域的认证周期较长，需要一两年甚至更长时间。

    赵成龙表示，目前，绝大多数磷酸锰铁锂厂商均有扩产计划。今年，下游客户的磷酸锰铁锂试用较多，预计明年开始正式出货，后年可能达到产量全面铺开的程度。

    李积刚表示，磷酸锰铁锂作为磷酸铁锂的升级产品，即将进入大规模生产。预计未来一两年，磷酸锰铁锂将在乘用轿车上实现初步上量。