近日，當升科技宣布磷酸錳鐵鋰材料已完成研發，目前處于客戶認證階段；巴斯夫杉杉宣布富錳電池材料已實現噸級規?；a……近年來，包括磷酸錳鐵鋰、富鋰錳基等錳基電池備受關注，相關企業加速布局。錳基材料電池前景究竟如何？
性價比優勢顯著
磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池是目前電動汽車使用的主流動力電池。
今年3月，特斯拉CEO馬斯克表示，“我認為錳基電池有潛力?！彼M一步稱“在非常大的(電池)需求下，我們需要數千萬噸甚至數億噸原材料。因此，用于大規模生產電池的材料必須是普通材料，否則就無法規模化。”在2020年的特斯拉電池日上，馬斯克還曾表示，用2/3的鎳和1/3的錳做正極材料相對簡單，這使得在同樣數量鎳的情況下可以提升50%以上的電池容量。
目前主流錳基電池包括錳酸鋰、磷酸錳鐵鋰、富鋰錳基等。業內人士認為，錳基材料中，磷酸錳鐵鋰作為磷酸鐵鋰最重要的改進方向之一，有望率先產業化應用。據了解，磷酸錳鐵鋰是磷酸鐵鋰與磷酸錳鋰的固溶體，保留了磷酸鐵鋰的優良安全性與穩定性，并且擁有較高的電壓平臺以及與磷酸鐵鋰相同的理論克容量，因此相同條件下其理論能量密度比磷酸鐵鋰電池高20%左右。目前，擁有磷酸錳鐵鋰技術儲備的電池廠商有寧德時代、比亞迪、國軒高科等，主要以專利技術研發、投資布局為主。德方納米、中貝新材料、天津斯特蘭等正極廠商均對錳鐵鋰產品有所布局。德方納米表示，公司新型磷酸錳鐵鋰已開始送樣，預計1-2年后可實現產業化，疊加正極補鋰技術，該電池能量密度可提高20%，循環壽命可達1萬次。
中國科學院寧波材料技術與工程研究所研究員夏永高指出，目前磷酸鐵鋰電池的能量密度已接近極限，三元鋰電池受近期鎳、鈷價格波動影響，成本飛漲。同時，相對于鎳、鈷，錳的儲量較為充足。在此背景下，錳基電池的優勢進一步凸顯。
在真鋰研究首席分析師墨柯看來，任何電池路線的發展都離不開能量密度和成本這兩條主線?！傲姿徨i鐵鋰的能量密度高于磷酸鐵鋰但成本卻差不多，富鋰錳基材料和層狀錳酸鋰的能量密度也優于三元材料。在原材料成本不斷高企的當下，研發這幾種正極材料的熱度自然會提升?！?/span>
尚存技術難點
據了解，比亞迪多年前曾嘗試研究錳基電池并申請了相關專利，不過后續未有更多進展，目前比亞迪主打刀片電池。
事實上，具備諸多優勢的錳基電池自身也有痛點?！板i元素的加入可以提升原本磷酸鐵鋰電池的能量密度，但與此同時，錳加入后，材料的鋰離子擴散速度和電子電導率均會降低。因此，為了實現磷酸錳鐵鋰更高的放電比容量，需要減小材料一次顆粒尺寸，但小的納米顆粒也帶來一系列副作用，如壓實降低、吸水性高，以及其導致的高溫循環性能差和脹氣問題?！毕挠栏弑硎?。
“磷酸錳鐵鋰技術開發的難點在于解決電壓雙平臺的問題，富鋰錳基和層狀錳酸鋰技術開發的難點在于延長循環壽命的問題，目前，上述技術都還沒達到實用階段的水平?！蹦绿寡浴?/span>
高工鋰電認為，未來2-3年磷酸錳鐵鋰將更多的以復配三元材料方式加以應用。長遠來看，隨著其成本下降，循環性能改善，將加速完成從輔材到主材的升級過程?！傲姿徨i鐵鋰現階段單獨使用還存在一些問題，其更適合用作三元鋰電池的輔助材料，既可以兼顧能量密度，又可以提高三元電池的安全性能?！毕挠栏弑硎尽?/span>
帶動用錳需求
原材料供應緊張導致此前電池價格暴漲，近期雖已止漲，但價格仍維持在高位。目前，不少車企紛紛尋找性價比更高的電池，新材料、新技術層出不窮。清華大學教授、中國科學院院士歐陽明高近日表示，未來動力電池很有可能出現更多材料體系方面的創新。從目前來看，鈉離子低溫充電、快充性能表現十分突出，錳酸鋰、錳酸鐵鋰等錳基固態電池經濟性、低溫性能表現優異，兩者憑借各自優勢，均已進入新一代動力電池技術研發布局之列。
中金公司的研報指出，2022年開始，4680電池、CTB、磷酸錳鐵鋰電池、半固態電池、鈉電池、鋰電回收等有望陸續走向產業化。“原材料價格上漲越多，綜合性價比越高的電池路線就越受歡迎，比如，磷酸錳鐵鋰等多種技術路線未來都會有參與競爭的機會?！毙履茉磁c智能網聯汽車獨立研究者曹廣平表示。
據了解，錳酸鋰電池目前已實現大規模量產，在兩輪車市場有著較大市場空間，磷酸錳鐵鋰電池、富鋰錳基電池仍處于規模化量產的推進過程中。
業內比較關注，何種錳基電池可實現最先搭配裝車。對此，夏永高看好三元/磷酸錳鐵鋰復合電池的前景。針對目前磷酸錳鐵鋰電池發展面臨的技術問題，他認為針對不同的應用場景，綜合平衡錳鐵比、電化學性能和物理性能等至關重要，不應一味追求更高的錳含量。
未來隨著錳基電池的發展，錳在電池端的需求也將攀升。中信證券的研報指出，受益于三元正極材料和錳酸鋰材料出貨量的快速增長，預計2025年鋰電正極材料用錳量將超過30萬噸，2021-2025年復合增長率為32%。隨著新型錳基正極材料的滲透率提升，預計鋰電池用錳量將出現激增，至2035年有望增至130萬噸以上，相當于2021年的10余倍。2035年鋰電池領域用錳量預計占錳整體需求比例達到5%。
中華人民共和國國家發展和改革委員會 中華人民共和國工業和信息化部 中華人民共和國應急管理部 中華人民共和國生態環境部 中華人民共和國科學技術部 中華人民共和國財政部 中華人民共和國商務部 中國石油和化學工業聯合會
江蘇省發展和改革委員會 江蘇省工業和信息化廳 江蘇省財政廳 江蘇省生態環境廳 江蘇省科學技術廳 江蘇省商務廳 江蘇省應急管理廳 江蘇省市場監督管理局 江蘇省統計局
北京市化學工業協會 天津市石油和化工協會 遼寧省石油和化學工業協會 內蒙古石油和化學工業協會 重慶市石油與天然氣學會 河北省石油和化學工業協會 山西省化學工業協會 吉林省能源協會 黑龍江省石化行業協會 浙江省石油和化學工業行業協會 安徽省石油和化學工業協會 福建省石油和化學工業協會 江西省石油和化學工業協會 河南省石油和化學工業協會 湖北省石化行業協會 湖南省石油化學工業協會 廣東省石油和化學工業協會 海南省石油和化學工業行業協會 四川省化工行業協會 貴州省化學工業協會 云南省化工行業協會 陜西省經濟聯合會 甘肅省石化工業協會 青海省化工協會
電話：協會：025-8799064 學會：025-86799482
會員服務部：025-86918841
信息部：025-86910067
傳真：025-83755381
郵箱：jshghyxh@163.com
郵編：210019
地址：南京市夢都大街50號東樓(省科技工作者活動中心)5樓
蘇公網安備 32010502010057號
備案號：蘇ICP備2026013520號-2 “堅決打贏禁毒人民戰爭”專欄—法律法規
電話：025-8799064
會員服務部：86918841
信息部：86910067
傳真：025-83755381
郵箱：jshghyxh@163.com
郵編：210019
地址：南京市夢都大街50號東樓(省科技工作者活動中心)5樓
蘇公網安備32010502011424號
