[隆眾聚焦]：磷酸錳鐵鋰進(jìn)場，能否開啟新能源汽車電池的“三國時(shí)代”
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近期，德方納米宣布公司年產(chǎn)11萬噸的磷酸錳鐵鋰正式投產(chǎn)，也是目前我國已知最大的磷酸錳鐵鋰的生產(chǎn)基地。如今新能源賽道如火如荼，三元鋰和磷酸鐵鋰可謂是新能源電池的“倚天屠龍”，磷酸錳鐵鋰又重新踏入新能源賽道這個(gè)江湖，能否打破兩方爭霸的局面，開啟“三足鼎立”的“三國時(shí)代”呢？
一、老玩家重新踏入江湖
說起磷酸錳鐵鋰，這其實(shí)并不是新鮮的概念，在1997年由Goodenough課題組發(fā)明了磷酸鹽正極材料，其中就包含磷酸鐵鋰。至于國內(nèi)，2009年天津斯特蘭開發(fā)磷酸錳鐵鋰用于3C數(shù)碼，但是鑒于磷酸錳鐵鋰導(dǎo)電率低，容量僅有100多mAh/g就并未推廣。2014年新能源汽車的興起，各大公司始終進(jìn)行磷酸錳鐵鋰的研發(fā)，直至近兩年，部分公司開始進(jìn)入正式生產(chǎn)甚至量產(chǎn)。
二、磷酸錳鐵鋰目前的性能和工藝
（一）磷酸錳鐵鋰的性能
磷酸錳鐵鋰一直有說法是升級版的磷酸鐵鋰，簡單來說磷酸錳鐵鋰主要是磷酸鐵鋰和磷酸錳鋰的結(jié)合，因而說磷酸錳鐵鋰會兼具磷酸鐵鋰和三元鋰的優(yōu)點(diǎn)。
磷酸鐵鋰 | 磷酸錳鐵鋰 | 三元（NCM）材料 | |
材料結(jié)構(gòu) | 橄欖石 | 橄欖石 | 層狀 |
理論容量（mAh/g） | 170 | 170 | 270-278 |
電壓平臺（V） | 3.4 | 4.1 | 3.7 |
理論能量密度（Wh/Kg） | 578 | 697 | 1204 |
導(dǎo)電性能 | 一般 | 較差 | 好 |
安全性能 | 好 | 好 | 中 |
成本 | 低 | 低 | 較高 |
數(shù)據(jù)來源：CNKI，《高性能磷酸錳鐵鋰正極材料的制備及其性能研究》，英大證券研究所
雖然磷酸鐵鋰和磷酸錳鐵鋰的理論容量都是170mAh/g，但是磷酸錳鐵鋰的容量更高。簡單來說是因?yàn)榱姿徨i鐵鋰中的錳增強(qiáng)了材料中含有的電子數(shù)量，所以更易形成高電壓的平臺，從而相比磷酸鐵鋰，會有更高的能量密度。
但是同樣的，磷酸錳鐵鋰的缺點(diǎn)也比較明顯。
1.磷酸錳鐵鋰的循環(huán)壽命較短、充放電能力較差。磷酸錳鐵鋰中有錳元素，錳的溶出會導(dǎo)致循環(huán)壽命變短，充放電能力和壽命變差。
2.磷酸錳鐵鋰的低導(dǎo)電率使其容量難以發(fā)揮，且與電解質(zhì)發(fā)生副反應(yīng)導(dǎo)致其材料容量難以發(fā)揮。
（二）磷酸錳鐵鋰的生產(chǎn)工藝
磷酸錳鐵鋰的制備工藝與磷酸鐵鋰比較類似，主要分為固相法和液相法。但是鑒于磷酸錳鐵鋰還處于行業(yè)發(fā)展初期，所以目前并沒有非常統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，這無形中也提高了行業(yè)技術(shù)壁壘。
工藝 | 工藝流程 | 代表企業(yè) | |
固相法 | 高溫固相法 | 將鋰源、錳源、磷酸源均勻混合后，在惰性氣體下，現(xiàn)在300-400℃預(yù)燒一段時(shí)間，然后在500-800℃焙燒數(shù)小時(shí)，提升橄欖石晶體的結(jié)晶度后冷卻研磨粉碎。 | 斯特蘭德、比亞迪、湖北萬潤 |
液相法 | 水熱法 | 在耐壓高封反應(yīng)釜內(nèi)，以水或有機(jī)溶劑為反應(yīng)介質(zhì)，通過加熱使反應(yīng)釜內(nèi)產(chǎn)生高溫高壓環(huán)境，使在一般條件下不溶或者難溶的物質(zhì)溶解并進(jìn)行重結(jié)晶。 | 德方納米、寧德時(shí)代 |
溶膠-凝膠法 | 將原料混合發(fā)生縮合反應(yīng)，產(chǎn)能穩(wěn)定的溶膠體系，經(jīng)陳化后產(chǎn)生聚合形成三維空間結(jié)構(gòu)的凝膠，凝膠經(jīng)過干燥、煅燒固化可以得到納米級別的材料。 | 比亞迪、德方納米 | |
共沉淀法 | 在溶液狀態(tài)下，將合適的沉淀劑加入到均相溶液中，生成難溶的前驅(qū)體沉淀物，再煅燒制備高淳納米粉體。 | 力泰鋰能、國軒高科、比亞迪 | |
數(shù)據(jù)來源：知乎
目前來看，磷酸鐵鋰廠家一般會選擇沿襲之前的工藝。比如德方會選擇液相法，湖北萬潤會選擇固相法，工藝協(xié)同性高，相應(yīng)也會減少一定的生產(chǎn)成本。而三元公司多會選擇自研，雖然相比磷酸鐵鋰廠家會有一定的成本，但是后期同樣可以與三元協(xié)同發(fā)展。
三、結(jié)語
其實(shí)直至目前，雖然有很多企業(yè)開始或者計(jì)劃進(jìn)行磷酸錳鐵鋰的研發(fā)和生產(chǎn)，但是也不能盲目樂觀。磷酸錳鐵鋰的產(chǎn)業(yè)成熟還有很長的一段路要走，至于之后怎么走，走的如何，除了工藝，更需要看后期市場的反應(yīng)。就讓我們對明年將會出現(xiàn)的磷酸錳鐵鋰的產(chǎn)品，拭目以待吧。
資訊編輯：張勝楠