“里程焦慮”自電動汽車誕生以來就一直為人們所詬病,而解決的辦法主要還是設法提高電池的能量密度。而作為電池領域應用最為廣泛的磷酸鐵鋰,其能量密度已經接近理論“天花板”。眾里尋她千百度之后,作為磷酸鐵鋰的升級版,具有更高能量密度的磷酸錳鐵鋰逐漸進入人們的視野。
電池的能量密度是比容量與電壓的乘積,所以想要提高能量密度可以設法提高比容量或者電壓。磷酸錳鐵鋰(LMFP)是在磷酸鐵鋰的基礎上添加錳元素而獲得新型正極材料,相比磷酸鐵鋰,錳高電壓的特性使得磷酸錳鐵鋰具有更高的電壓平臺(磷酸鐵鋰電壓平臺一般在 3.4V 左右,而在摻雜錳后電壓平臺提升至 3.8-4.1V),這也導致了在比容量相同時其具有更高的能量密度,在相同條件下能量密度比磷酸鐵鋰高出 10%-20%。
材料企業必爭之“技”
2023年8月10日,湖南裕能發布公告稱,擬向特定對象發行股票,募集總額不超過65億元(含本數)資金,其中擬使用募集資金28億元建設年產32萬噸磷酸錳鐵鋰項目。
事實上,除了湖南裕能重金布局外,磷酸錳鐵鋰已經成為眾多正極材料企業技術升級方向,當前行業處于“跑馬圈地”階段。根據ICC鑫欏資訊統計,目前已規劃的磷酸錳鐵鋰產能已經超過100萬噸。
應用市場逐漸打開
2023年之前磷酸錳鐵鋰主要應用在小動力市場,隨著寧德時代M3P等企業相關電池的問世,這種狀態有望在今年迎來突破。
工信部日前發布第374批《道路機動車輛生產企業及產品公告》新產品公示,其中出現了奇瑞星紀元ES,以及奇瑞與華為智選合作的首款新車智界S7。值得注意的是,這兩個品牌中,有4款車型采用了三元鋰離子+磷酸鐵錳鋰電池,且生產企業為江蘇時代新能源科技有限公司——該公司為寧德時代全資子公司。多方分析認為,以上電池或為寧德時代M3P電池。值得一提的是,6月末曾有消息稱,特斯拉國產Model 3改款車型將繼續對電池包進行升級,尤其是基礎款后輪驅動版的電量將從60kWh升級為66kWh,采用寧德時代的M3P電池。
除了寧德時代外,5月19日,國軒高科在第十二屆科技大會上發布了自研全新磷酸錳鐵鋰(LMFP)體系L600啟晨電芯及電池包。該電池開啟業內無鎳鈷錳酸鋰(NCM)也可續航1000公里的先河,計劃2024年量產。
瑞浦蘭鈞也表示,2023-2024年,公司的磷酸錳鐵鋰能量密度將做到500Wh/L,支持純電車型800公里續航。
目前阻礙磷酸錳鐵鋰應用的障礙有三:
一是電子電導率低、鋰離子擴散速率較低;二是壓實密度較??;三是錳溢出。但隨著碳包覆、納米化、離子摻雜等改性技術的推出,磷酸錳鐵鋰的應用空間將充滿想象。