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磷酸锰铁锂电池:磷酸铁锂重要升级方向,龙头全梳理

电能配件 2022-8-29 14:25 Au: 数据能源

随着磷酸铁锂(LFP)电池的能量密度已接近理论上限,磷酸锰铁锂(LMFP)被视为是磷酸铁锂电池的重要升级偏向。

2019年末以来,新能源车补助滑坡下游客户对本钱敏感度提升,同时材料平安性愈发获得重视,磷酸铁锂电池装机占比延续提升。

CNESA预计国内市场2022-2023年磷酸铁锂动力电池装机占比有望继续跨越50%,海外市场陪伴海外特斯拉等车企对磷酸铁锂接管度提升,渗透率将快速进步。

在此布景下磷酸锰铁锂作为磷酸铁锂的升级版本受到普遍关注,专利申请数量快速增长。技术方面,近两年包覆、搀杂等改性技术专利结构明显增加,为产业化加速奠基根本。

上游原材料价格上升、下游对本钱和性能的双需求等市场供需波动的影响,以及国家新能源汽车补助政策的退补,磷酸锰铁锂作为磷酸铁锂的升级产物,应用远景丰富,具有广漠市场空间。#锂电池#


磷酸锰铁锂电池:磷酸铁锂重要升级偏向,龙头全梳理

磷酸锰铁锂行业概览

磷酸锰铁锂与磷酸铁锂同属磷酸盐系材料,在20世纪末由Goodenough发现。

磷酸锰铁锂与磷酸铁锂材料在磷元素和锂元素需求量类似,焦点区别在于锰元素的添加和铁需求的下降。

磷酸锰铁锂整体性能优于磷酸铁锂,且兼顾高能量密度与高平安性。

除保存磷酸铁锂一贯的循环寿命长、热稳定性高、平安性强等优点,磷酸锰铁锂的能量密度较LFP高15-20%,电压平台可到达4.1V左右,明显高于LFP的3.4-3.5V;在一定水平上补齐了LFP能量密度方面的短板。

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磷酸锰铁锂整体性能优于磷酸铁锂:


磷酸锰铁锂电池:磷酸铁锂重要升级偏向,龙头全梳理

资料来源:容百科技战略发布会

与中镍三元比,磷酸锰铁锂能量密度与5系接近,且价格上风明显,未来有望抢占磷酸铁锂和中低镍市场。

磷酸猛铁锂与三元复合使用,可有效综合两者特性。

磷酸铁锂/三元材料/磷酸锰铁锂材料结构图:


磷酸锰铁锂电池:磷酸铁锂重要升级偏向,龙头全梳理

资料来源:鑫椤锂电

可是磷酸锰铁锂的电子电导和离子电导性均明显低于三元材料和磷酸铁锂,因而表示出较差的导电性和较差的倍率特性。

为改良磷酸锰铁锂材料自己的一些应用不足,可采用包覆、搀杂、纳米化等方式对材料进行改性。磷酸锰铁锂概况能较大,可吸附在三元概况形成包覆层。

通过使用磷酸猛铁锂覆三元材料的方式,有望使得复合材料兼具磷酸猛铁锂的低本钱、高平安性以及三元材料的高能量密度的上风。

主要正极材料性能对照:


磷酸锰铁锂电池:磷酸铁锂重要升级偏向,龙头全梳理

资料来源:天津斯特兰、鹏欣资源、国信证券

上游:锰资源

作为锂离子电池中常用的金属元素,锰相对于钴和镍而言,具有极为突出的本钱经济性和情况友好性。

因此在正极材料傍边提升锰元素的占比,自己对于下降本钱也具有很是明显的效益。

磷酸锰铁锂本钱与磷酸铁锂接近,用量的主要区别在于所需锰源的用量变化,每kWh的LFP正极需要铁源0.61kg,而每kWh的LMFP正极需要铁源0.13kg+锰源0.38kg。

锰非稀有金属,全球锰矿资源很是丰富,稀缺资源依靠性弱。

当前全球陆地锰矿储量在1亿吨以上的超大型锰矿产地有8处,别离是:南非的卡拉哈里和波斯特马斯堡、乌克兰的大托克马克和尼科波尔、加蓬的莫安达、加纳的恩苏塔、澳大利亚的格鲁特岛及格鲁吉亚的恰图拉。

国外锰矿石品位一般都比力高,尤其是南非卡拉哈里矿区的锰矿石品位达30%~50%,澳大利亚的格鲁特岛矿区的锰矿石品位更高达40%~50%。

我国事全球最大的电解锰生产基地,头部企业包括天元猛业、中信大猛、武陵猛业、三和猛业、长沙矿冶院、新疆科邦、湖北中猛、天磁猛业、嘉源猛业、东方矿业。

未来随着磷酸锰铁锂放量,电池级锰源需求有望迎来新一轮高增长。今朝与锰产业相关企业还包括红星发展、南方锰业、湘潭电化、中钢天源等。

磷酸锰铁锂市场格式

21世纪初,陶氏化学、宏濑科技、Phostech等企业起头进行磷酸锰铁锂的研发工作。

中国台湾地域的宏濑科技在2014年景为全球第一家量产磷酸锰铁锂的公司,已成功推出第三代LMFP产物G3。

在2016-2019年间,补助政策倾向于高能量密度材料,LMFP由于其能量密度提升有限、技术难度大等问题,在此时代并未受到重视。

当前国内磷酸锰铁锂产业化正在加速,多家厂商的磷酸锰铁锂电池已进入车厂送样认证阶段。

国内现有结构磷酸锰铁锂的企业涵盖有电池、正极材料、上游原料、两轮车以及部分草创企业。

动力电池企业方面,今朝拥有磷酸锰铁锂技术储备的电池厂商包括:宁德时代、比亚迪、国轩高科、星恒电源、天能股份等,主要以专利技术研发、投资结构为主。

电池企业磷酸锰铁锂结构情况:


磷酸锰铁锂电池:磷酸铁锂重要升级偏向,龙头全梳理

从下游应用范畴二轮车市场方面来看,磷酸锰铁锂与锰酸锂混用效果杰出,并已实现小范围应用。

两轮车范畴,天能股份、星恒电源均有相关电池产物实现量产。

星恒电源则推出了锰酸锂和LMFP复合电池,循环寿命超3000次且兼具优异低温性能。常州锂源与星恒电源也就磷酸锰铁锂告竣战略合作。

天能股份已经推出相应的超能锰铁锂电池,其能量密度横跨磷酸铁锂电池17%,而且通过了针刺平安试验,在低温-20°C下仍能有85%的容量连结率;产物已经应用在小牛电动二轮车中。

已在磷酸锰铁锂有所结构的正极厂商包括:德方纳米、厦钨新能、当升科技、中贝材料、力泰锂能、天津斯特兰等。

宁德时代、容百科技等龙头企业通过投资收购力泰锂能和天津斯科兰德进行磷酸锰铁锂的深入结构。

力泰锂能拥有2000吨磷酸锰铁锂生产线及2000吨高纯碳酸锂生产线,2021年11月19日,宁德时代出资5,076万元受让力泰锂能15.57%的股权,同时又拟以3.62亿元认购其新增注册资本。通过入股力泰锂能结构LMFP,宁德时代有望实现对磷酸铁锂的替换,扩宽加倍丰富的应用场景。

容百科技是高镍行业龙头,通过并购斯科兰德结构磷酸锰铁锂。

正极企业磷酸锰铁锂结构情况:


磷酸锰铁锂电池:磷酸铁锂重要升级偏向,龙头全梳理

资料来源:各厂商官网、国信证券

磷酸锰铁锂过去受限于其较低的导电性能与倍任性能,而随着碳包覆、纳米化、补锂技术等改性技术的进步,产业化进程起头加速。

磷酸锰铁锂可搀杂碳纳米管以提升导电性能,并实现对能量密度、循环寿命和倍任性能的优化,碳纳米管导电剂龙头企业包括天奈科技等。

补锂剂能够优化首圈库伦效率、优化循环寿命。德方纳米现已计划4.5万吨补锂剂产能,预计其中2.5万吨项目将在2023年建成投产。按照公司专利数据,其补锂剂产物主要是富锂铁酸锂。

业界预计,随着国内多个磷酸锰铁锂材料项目标建成投产,以及头部电池企业的应用带动,国内有材料企业预计,最晚2023年国内会稳定批量生产,并范围化应用到电动汽车范畴。

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