隨著新能源車產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，新能源汽車的續(xù)航里程不斷攀升。從工信部《新能源車推薦目錄》披露的數(shù)據(jù)來看，純電汽車平均續(xù)航里程由2014年的160km提升至2022年的480km，但磷酸鐵鋰裝機(jī)能量密度提升遇到瓶頸，在2019年達(dá)到164.5Wh/kg峰值后就沒有增長，目前已逼近其可量產(chǎn)的能量密度上限（175~185Wh/kg）。

團(tuán)隊在第五期周報《磷酸鐵鋰電池滲透率如何演變》中的預(yù)測：純電動汽車平均續(xù)航里程年均增幅在50km的趨勢下，預(yù)計到2023~2025年平均裝機(jī)續(xù)航里程將達(dá)到500km、550km、600km，對應(yīng)的平均能量密度在150Wh/Kg、172Wh/Kg、188Wh/Kg，預(yù)計從2024年開始磷酸鐵鋰能量密度的劣勢將逐步顯現(xiàn)，影響其在動力電池裝機(jī)的滲透率。

目前，磷酸鐵鋰電池在動力電池裝機(jī)占比超過60%，年市場規(guī)模超過2000億元。在磷酸鐵鋰電池能量密度劣勢逐漸顯現(xiàn)的產(chǎn)業(yè)趨勢下，產(chǎn)業(yè)將磷酸錳鐵鋰作為迭代的技術(shù)路線，但磷酸錳鐵鋰相比磷酸鐵鋰在動力電池應(yīng)用上的優(yōu)勢到底如何？

根據(jù)團(tuán)隊多方調(diào)研，磷酸鐵鋰和磷酸錳鐵鋰在性能上有一定的相似性，但在能量密度、循環(huán)次數(shù)以及度電成本上互有優(yōu)劣勢。

首先，從性能方面看，兩者相比較三元電池具有較高的熱穩(wěn)定性與安全性。但在低溫容量保持率看，磷酸錳鐵鋰為75.1%，低溫性能優(yōu)于磷酸鐵鋰的67.4%。

其次，從能量密度看，磷酸錳鐵鋰由于摻加了錳源，擁有了較高的理論工作電壓，電壓可以到4.1V，相比較磷酸鐵鋰高出0.7V，因此在理論能量密度上比磷酸鐵鋰高15%左右。但根據(jù)團(tuán)隊調(diào)研結(jié)果，目前的磷酸錳鐵鋰電池能量密度提升有限，僅比磷酸鐵鋰高5%~10%，主要是由于錳粒與鐵粒半徑不同，微粒間存在間隙，在壓實(shí)密度方面不如磷酸鐵鋰，導(dǎo)致錳鐵鋰難以兌現(xiàn)能量密度潛力。

并且，在循環(huán)次數(shù)上，由于額外摻加了錳源，錳晶體易析出損傷了電池的循環(huán)壽命。目前各廠商因在工藝和配方上有較大差別，導(dǎo)致磷酸錳鐵鋰的循環(huán)次數(shù)差異性也較大，調(diào)研到當(dāng)前循環(huán)次數(shù)的范圍在800~3000次。產(chǎn)業(yè)對循環(huán)次數(shù)不及磷酸鐵鋰的主流解決方案是通過離子摻雜對材料進(jìn)行改性以增加磷酸鐵鋰電池的循環(huán)次數(shù)。

在工藝和配方上，磷酸錳鐵鋰與磷酸鐵鋰也存在較大差別，對磷酸鐵鋰產(chǎn)線的改造實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)產(chǎn)并不容易，磷酸鐵鋰企業(yè)在技術(shù)積累上先發(fā)優(yōu)勢并不明顯。首先，磷酸錳鐵鋰在原材料端摻加了錳源，各廠商的材料配比均不相同，整體配方需要不斷調(diào)整完善。其次，在工藝流程方面，主要的難點(diǎn)在于需要通過石墨包裹、納米化、離子摻雜等步驟對錳鐵鋰進(jìn)行性能優(yōu)化。

在成本方面，磷酸錳鐵鋰目前處在產(chǎn)業(yè)化初期階段，單噸成本稍高。根據(jù)團(tuán)隊調(diào)研，目前磷酸錳鐵鋰正極成本較磷酸鐵鋰高5%~10%，主要由于磷酸錳鐵鋰尚未形成一條成熟的技術(shù)路徑，各廠商在成本控制方面差距較大。

根據(jù)電池成本模型測算，在本周材料價格的基礎(chǔ)上，按照摻50%四氧化錳，磷酸錳鐵鋰電池的度電成本為0.937元/Wh,磷酸鐵鋰電池的度電成本為0.903元/Wh，度電成本較磷酸鐵鋰高3.87%，主要原因是正極制造費(fèi)用較磷酸鐵鋰高，導(dǎo)致正極材料成本較磷酸鐵鋰高5.33%。

從正極成本結(jié)構(gòu)分析，磷酸錳鐵鋰正極的主要成本在碳酸鋰占比73%，摻50%的四氧化錳減少磷酸鐵的用量對度電成本降低的影響不大，摻錳源主要目的是為了通過提升電壓來提高能量密度。目前磷酸錳鐵鋰的制造費(fèi)用等構(gòu)成的其他非材料成本較磷酸鐵鋰高30%，預(yù)計隨著產(chǎn)業(yè)逐漸成熟，磷酸錳鐵鋰正極的非材料成本差會逐漸收窄，那么磷酸錳鐵鋰的成本能夠?qū)崿F(xiàn)比磷酸鐵鋰便宜10%。

假設(shè)鋰鹽在2023年仍將維持在40~45萬元/噸，供需關(guān)系緩解或要到2024年底，預(yù)計2025年價格將逐漸下探至10~15萬元/噸，以及2023年末有較多廠商磷酸錳鐵鋰正極的產(chǎn)能開始陸續(xù)投產(chǎn)帶動的工業(yè)化降本，團(tuán)隊預(yù)計磷酸錳鐵鋰電池的成本在2025年低于磷酸鐵鋰電池7.8%。

本文節(jié)選自上海鋼聯(lián)有色金屬產(chǎn)業(yè)研究中心2022年第七期動力電池產(chǎn)業(yè)周報：磷酸錳鐵鋰現(xiàn)狀調(diào)研與展望 詳細(xì)文章請點(diǎn)擊下載周報:https://mfs.mysteelcdn.com/group1/M00/72/D2/rBL64GOJzQOAAi9GABBQkDEraEM973.pdf

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