中國儲能網訊：作為磷酸鐵鋰電池的重要升級版本，磷酸錳鐵鋰電池一直以來憑借高電壓、高安全性、低成本等優(yōu)勢被市場寄予厚望。不過，有業(yè)內人士表示，目前來看，磷酸錳鐵鋰電池仍處于大規(guī)模量產前夜，未來仍需進一步突破技術瓶頸，加速產業(yè)化進程。
■企業(yè)布局
磷酸錳鐵鋰是在現有磷酸鐵鋰正極材料添加錳元素所得，可用于多個領域，包括儲能電池和動力電池。據了解，目前包括國軒高科、億緯鋰能、欣旺達在內的動力電池企業(yè)，都已涉足磷酸錳鐵鋰電池，湖南裕能、德方納米、容百科技、萬潤新能等材料企業(yè)也有技術布局。
日前，容百科技披露投資者關系活動記錄表顯示，上半年，該公司磷酸錳鐵鋰出貨達到2023全年出貨總量，同比增長166%。一代EV產品摻混三元方案在客戶端鎖定規(guī)格并實現首批量產，同時，磷酸錳鐵鋰純用方案完成頭部客戶定點。低成本、高性能固液一體化產品上半年完成驗證，預計下半年實現全面量產。據了解，今年2月、3月，容百科技還分別與LG新能源、SK On簽署合作協議，將圍繞磷酸錳鐵鋰等材料展開深度合作。
7月，湖南裕能表示，目前公司磷酸錳鐵鋰產品研發(fā)進展順利，特別在錳溶出、高溫循環(huán)和壓實密度等性能方面取得較大突破。
4月，德方納米提到，公司現有磷酸錳鐵鋰產能11萬噸/年，已開始商業(yè)化應用。格林美則透露，2023年公司萬噸磷酸錳鐵鋰示范線建成，將較好利用公司錳資源回收優(yōu)勢來發(fā)展磷酸錳鐵鋰正極材料。
磷酸錳鐵鋰比磷酸鐵鋰具有更高的電壓平臺，理論能量密度比磷酸鐵鋰高出20%，能夠一定程度上突破磷酸鐵鋰面臨的能量密度瓶頸。與三元材料相比，磷酸錳鐵鋰電池安全性也更高。
同時，錳的儲量較大，不屬于稀有金屬，磷酸錳鐵鋰理論上比現有的磷酸鐵鋰電池成本低10%—15%。德方納米表示，磷酸錳鐵鋰相較磷酸鐵鋰，引入了錳元素，生產成本對比磷酸鐵鋰有所提高，但磷酸錳鐵鋰比磷酸鐵鋰具有更高的能量密度，能量密度的提升可以減少材料的使用量，瓦時成本比磷酸鐵鋰更低。
高工產研預計，2024年，磷酸錳鐵鋰出貨量將超3萬噸，增長將超500%。
■尚存短板
2023年，磷酸錳鐵鋰電池一度被廣泛熱議，不少業(yè)內人士認為其已處于產業(yè)化初期階段。不過，目前，磷酸錳鐵鋰出貨量仍不足，市場需求增長緩慢，短期內難以實現大規(guī)模量產。
德方納米今年4月接受機構調研時提到，在磷酸錳鐵鋰需求尚未大規(guī)模放量的背景下，公司會根據磷酸鐵鋰的市場需求情況，切換部分磷酸錳鐵鋰產線生產磷酸鐵鋰。
事實上，磷酸錳鐵鋰電池雖然性能優(yōu)勢突出，但短板也明顯。中國科學院寧波材料技術與工程研究所研究員夏永高在接受《中國能源報》記者采訪時指出:“錳元素的加入可以提升原本磷酸鐵鋰電池的能量密度，但錳加入后，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，如吸水性高，以及其導致的高溫循環(huán)性能差和脹氣問題?！?
此外，磷酸錳鐵鋰電池由于其雙電壓平臺特性，導致在管理和控制上存在挑戰(zhàn)，可能會影響電池的穩(wěn)定性和可靠性。
受限于技術瓶頸，不少業(yè)內人士認為，短期內磷酸錳鐵鋰將多以復配三元材料方式應用。據了解，磷酸錳鐵鋰為主要成分摻雜三元材料可改善磷酸錳鐵鋰的導電性并增加能量密度，三元為主要成分摻雜磷酸錳鐵鋰能夠提高三元材料的安全性和循環(huán)性能。
■提升純用能力
磷酸錳鐵鋰電池產品技術升級空間大，市場潛力正不斷被激發(fā)。隨著新能源汽車和儲能系統的快速發(fā)展，磷酸錳鐵鋰作為高性能、低成本的電池材料，預計未來幾年，全球磷酸錳鐵鋰市場規(guī)模將實現快速增長。在此背景下，各大廠商將紛紛加大投入，以提升磷酸錳鐵鋰的生產能力和技術水平。
值得注意的是，目前行業(yè)尚未形成統一的錳鐵比例，但錳鐵比例含量對磷酸錳鐵鋰的性能有關鍵影響。中郵證券指出，在實際放電過程中，隨著錳鐵比例改變，磷酸錳鐵鋰中錳和鐵對應的電壓平臺所占的比容量也隨之改變，較高的錳含量雖然能夠維持較高的電壓平臺，但會降低材料的比容量，從而降低對能量密度的提升效果。
“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。”夏永高表示。
業(yè)內人士認為，磷酸錳鐵鋰初期是摻混使用，但純用可更好滿足市場需求，預計未來摻混比例將會進一步提高，最終由混用邁向純用。同時，針對技術瓶頸和純用產品鮮有突破的問題，企業(yè)需加大研發(fā)力度，優(yōu)化制備工藝，提高產品性能和一致性。此外，還需要積極拓展應用領域，以增加市場需求。
