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電池能量密度提升超15% 磷酸錳鐵鋰產業化進程加速

2021-09-17 14:42:31    上海證券報

憑成本低廉、安全性強等優勢,磷酸鐵鋰電池實現“逆襲”。今年8月,磷酸鐵鋰電池產量、年累計產量、裝車量已超三元電池。隨著技術演進,磷酸鐵鋰電池的能量密度能否突破“天花板”?近期,磷酸錳鐵鋰作為磷酸鐵鋰電池技術的“升級版”,引發廣泛關注。

上海證券報記者從業內了解到,磷酸錳鐵鋰可使電池能量密度提升15%以上。目前,相關企業正積極布局磷酸錳鐵鋰產能,經歷一兩年左右的認證周期和生產放量后,磷酸錳鐵鋰將步入產業化進程。

 

成功運用于小動力領域

“磷酸錳鐵鋰并非一個全新的概念,它已在小動力兩輪車、低速車等領域廣泛運用。”天津斯科蘭德科技有限公司總經理李積剛表示,這些領域的電池認證周期較短,磷酸錳鐵鋰技術推廣較快。

“此前,新能源汽車政策補貼與能量密度掛鉤,因此能量密度較低的磷酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰并不是很受歡迎。但在不受補貼影響的電動自行車領域,企業和用戶更關心性能,磷酸錳鐵鋰由此興起。”星恒電源電池工程院院長趙成龍表示。

磷酸錳鐵鋰在小動力領域的實踐,無疑是成功的,其性能明顯優于磷酸鐵鋰。李積剛向記者描繪了一幅畫面:人們騎著磷酸鐵鋰電動車,剛剛還顯示有電量,騎著騎著突然就沒電了,這是因為磷酸鐵鋰的前期放電曲線太平,放電結尾電壓下降太快,其電量在以SOC為代表的管理系統監控下敏感度較差。

“磷酸錳鐵鋰電池的放電曲線則與三元電池相似,既擁有高能量密度,又有較好的耐低溫性能,成本也低廉,因此廣泛應用于兩輪車。”李積剛表示。

據了解,天能股份生產的磷酸錳鐵鋰電池已應用于小牛電動車F0系列最新款,產品參數顯示,其在低溫環境下續航里程表現提升25%。兩輪車電池龍頭企業星恒電源、天能股份等均把磷酸錳鐵鋰當作戰略方向。

 

單用混用均有多項優點

高能量密度,是磷酸錳鐵鋰相較磷酸鐵鋰的核心優勢。

據李積剛介紹,磷酸錳鐵鋰理論容量與磷酸鐵鋰相同,為170mAh/g,但它相對于Li+/Li的電極電勢為4.1V,遠高于磷酸鐵鋰的3.4V,因此具有潛在的高能量密度優勢。當磷酸錳鐵鋰的實際容量發揮到與磷酸鐵鋰相同的程度,其能量密度比磷酸鐵鋰提高15%。

除了單獨使用,磷酸錳鐵鋰與其他正極材料混用,以提升電池性能,也是磷酸錳鐵鋰產業化的一大方向。例如,星恒電源已在磷酸錳鐵鋰的復合技術改善上有重大突破。

“這種技術改善的核心,是將錳酸鋰和磷酸錳鐵鋰混摻,使電池的低溫、安全、循環等性能更為優異。”趙成龍表示,預計在未來的兩三年,磷酸錳鐵鋰仍以混合使用為主。

李積剛表示,經過測試,磷酸錳鐵鋰復合80%的三元523材料后,其能量密度影響不大,但顯著提高了安全性能,并降低了三元電池體系的整體成本。

 

上市公司“跑步進場”

近期,多家上市公司公告了磷酸錳鐵鋰量產計劃。

德方納米9月3日晚公告稱,公司簽訂年產10萬噸新型磷酸鹽正極材料生產基地和年產20萬噸磷酸鐵鋰前驅體項目框架合作協議。德方納米2021年半年報顯示,新型磷酸鹽系正極材料較磷酸鐵鋰顯著提升電池能量密度。補鋰添加劑材料和新型磷酸鹽系正極材料復合使用后,較現有磷酸鐵鋰電池能量密度提升約20%。多家券商認為,上述新型磷酸鹽系正極材料正是磷酸錳鐵鋰材料。鵬欣資源、當升科技也有相應布局。

不過,短期內,磷酸錳鐵鋰產業化仍需克服諸多瓶頸。例如,原料電池級硫酸錳制備難度較高,品質參差不齊;磷酸錳鐵鋰電池投入乘用轎車領域的認證周期較長,需要一兩年甚至更長時間。

趙成龍表示,目前,絕大多數磷酸錳鐵鋰廠商均有擴產計劃。今年,下游客戶的磷酸錳鐵鋰試用較多,預計明年開始正式出貨,后年可能達到產量全面鋪開的程度。

李積剛表示,磷酸錳鐵鋰作為磷酸鐵鋰的升級產品,即將進入大規模生產。預計未來一兩年,磷酸錳鐵鋰將在乘用轎車上實現初步上量。

 

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