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磷酸铁锂的plus版“磷酸锰铁锂”在正极市场还有机会吗?
2021年11月22日 发布 分类:粉体应用技术 点击量:116
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在锂离子电池中,正极材料是是负责提供锂离子的关键部分,影响着整个电池的性能,成本约占电池的三分之一。随着时代的发展,行业对正极材料的性能要求越来越高,最好是能在能量密度够高的前提下还足够安全。

经过市场的选择后,目前动力电池市场上,磷酸铁锂和三元材料是当之无愧的赢家,尤其是磷酸铁锂,更是凭成本低廉、安全性强等优势实现“逆袭”。数据显示今年8月中国市场磷酸铁锂电池产量约为11.1GWh占中国市场电池总产量56.9%1-8月磷酸铁锂电池产量约为58.1GWh占电池总产量的52.1%。


磷酸铁锂之所以能成功超车,与刀片电池、CTP等可以有效帮助磷酸铁锂电池提高系统集成效率、能量密度的技术工艺离不开关系。但磷酸铁锂的本身的能量密度“天花板”始终存在,因此如果还想继续突破,怕还得“另辟蹊径”,这就是资本开始将目光投向了磷酸铁锂的升级版——“磷酸锰铁锂”的主要原因。

磷酸锰铁锂的优缺点

磷酸锰铁锂与磷酸铁锂相比,最大的优势就是能量密度。据业内人士介绍,磷酸锰铁锂具备磷酸铁锂的很多优点,它们均为橄榄石结构,拥有很高的高安全性和稳定性可通过穿钉、撞击等多项安全测试;虽然它的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%,基本能够达到三元电池NCM523的水平。

来源:中泰证券

不过除此之外,磷酸锰铁锂也有自己的一些短板,比如说它的循环性相比磷酸锰铁锂差一些,目前可实现2000 圈稳定循环,距离磷酸铁锂最优水平仍有不小差距;此外由于有锰的存在,导致正极无法简易加工,需要进行专注的定向研发;而且磷酸锰铁锂明显存在导电率过低的缺点,导致容量很难发挥。

更适合磷酸锰铁锂的发展模式

综合以上,不难看出磷酸锰铁锂作为电池正极材料距离全面普及很有很长的一段距离。既然如此,那有没有别的应用方式呢?答案是有的。

为了充分发挥磷酸锰铁锂的优势并回避其短板,目前业界提出了可利用其复合性,与三元电池、磷酸铁锂、锰酸锂等正极材料复合,作为增加动力电池安全性的稳定剂使用。因为常规的磷酸锰铁锂的粒径约3-5um,而NCM则在10um左右,磷酸锰铁锂粒径比磷酸铁锂NCM都要小很多。这就意味着,磷酸锰铁锂可以迁入NCM等正极进行复合。


来源:中泰证券

在经过磷酸锰铁锂复合后,成品正极材料较单一正极属性有了明显提升,大大加强了能量密度、循环次数、低温性能等特性,也避免了磷酸锰铁锂导电率过低的缺点。比如说三元电池的安全问题就一直饱受诟病,若有了磷酸锰铁锂的加入,这一点说不定在不久的将来就能得到显著改善,而国内正极厂商说不定就是看中了这一点,所以近期才会积极布局磷酸锰铁锂的产业化工作。具体如何,就让我们继续期待吧!

 

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