鋰離子電池是一種在儲能領(lǐng)域、動力電池及便攜式電子設(shè)備中均得到廣泛應(yīng)用的一種儲能器件，其具有開路電壓高、能量密度大、使用壽命長、無記憶效應(yīng)、無污染及自放電小等優(yōu)點(diǎn)，是目前綜合性能最好的電池產(chǎn)品，也是可適用范圍最廣的電池產(chǎn)品。鋰離子電池由正極、負(fù)極、電解液、隔離膜等部分組成。

其中正極材料是鋰離子的來源，決定鋰離子電池的性能，也直接決定電池的能量密度及安全性，進(jìn)而影響電池的綜合性能。而且正極材料在鋰電池整體材料成本中，占比高超過40%，因而其成本也直接決定了電池整體成本的高低。所以一定程度上正極材料在鋰電池中具有舉足輕重的作用，直接引領(lǐng)鋰電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，是新能源與鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展中值得研究的一環(huán)。

綜上，正極材料的發(fā)展與技術(shù)突破，對于鋰離子電池產(chǎn)業(yè)意義重大。我們今天就著重探究磷酸錳鐵鋰LMFP這種新型正極材料，了解磷酸錳鐵鋰的市場現(xiàn)狀、技術(shù)改進(jìn)路線和產(chǎn)業(yè)鏈等相關(guān)信息，并在此基礎(chǔ)上，明晰磷酸錳鐵鋰整體未來發(fā)展趨勢。

01

磷酸錳鐵鋰市場現(xiàn)狀

1、概述

升級版磷酸鐵鋰。磷酸錳鐵鋰（LMFP）在業(yè)內(nèi)被認(rèn)為是升級版磷酸鐵鋰，是當(dāng)前可行性相對較高的磷酸鐵鋰升級方案。此方案是在磷酸鐵鋰的基礎(chǔ)之上摻雜一定的錳元素并調(diào)整其與鐵的原子數(shù)量之比（錳鐵比）以此提高材料的電壓平臺。磷酸錳鐵鋰(LMFP，LiMn1?xFexPO4)就是磷酸鐵鋰升級后的產(chǎn)品，其中X是錳鐵比，其與磷酸鐵鋰和磷酸錳鋰的性質(zhì)相似，較三元材料有更好的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性及經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)又比磷酸鐵鋰的能量密度更高。
磷酸錳鐵鋰發(fā)展必要性。當(dāng)前，市場上主流的正極材料磷酸鐵鋰能量密度幾乎已達(dá)上限，而磷酸錳鐵鋰有望打破瓶頸。根據(jù)工信部最新公布的2022年第五批新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄，磷酸鐵鋰電池能量密度最高達(dá)161.27Wh/kg，且近幾年并沒有太大變化，磷酸錳鐵鋰因此發(fā)展起來。電池能量密度=電池容量*電壓平臺/重量，磷酸鐵鋰電池的理論克容量為170mAh/g，目前幾乎已經(jīng)到達(dá)極限，因此提高電壓平臺是提高能量密度的決定性因素。磷酸錳鐵鋰中錳的高電壓特性，使得磷酸錳鐵鋰相比磷酸鐵鋰具備更高的電壓平臺，由此可打破目前電池能量密度上限。
2、磷酸錳鐵鋰發(fā)展優(yōu)勢
（1）與三元材料相比，磷酸錳鐵鋰低成本高循環(huán)高穩(wěn)定
磷酸錳鐵鋰相比三元材料具備更低的成本、更高的循環(huán)次數(shù)以及更穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。三元材料的主要原材料包括鈷、鎳、錳三種元素，而磷酸錳鐵鋰的主要元素為錳和鐵。根據(jù)Wind數(shù)據(jù)披露，鈷和鎳的市場價(jià)格遠(yuǎn)高于錳元素，因此三元材料的成本會高于磷酸錳鐵鋰。另外磷酸錳鐵鋰的循環(huán)壽命高達(dá)2000次，而三元材料的循環(huán)壽命僅在800次-2000次之間，差距較為明顯。從結(jié)構(gòu)來看，相比層狀結(jié)構(gòu)的三元材料，具有橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸錳鐵鋰在充放電過程中會更加穩(wěn)定，即使在充電的過程中鋰離子全部脫出，也不會存在結(jié)構(gòu)崩塌的問題。同時(shí)磷酸錳鐵鋰中P原子通過P-O強(qiáng)共價(jià)鍵形成PO4四面體，O原子很難從結(jié)構(gòu)中脫出，這也使得磷酸錳鐵鋰具備很高的安全性和穩(wěn)定性。

（2）與磷酸鐵鋰相比，磷酸錳鐵鋰高壓低溫優(yōu)勢凸顯磷酸錳鐵鋰相比磷酸鐵鋰具備高電壓、高能量密度以及更好的低溫性能。磷酸錳鐵鋰和磷酸鐵鋰?yán)碚撊萘肯嗤?70mAh/g），但磷酸鐵鋰的電壓平臺只有3.4V，而磷酸錳鐵鋰最高可達(dá)4.1V，且位于有機(jī)電解液體系的穩(wěn)定電化學(xué)窗口，這也使磷酸錳鐵鋰具備更高的能量密度上限。而且當(dāng)磷酸錳鐵鋰的實(shí)際容量與磷酸鐵鋰相同時(shí)，磷酸錳鐵鋰能量密度可以比磷酸鐵鋰提高15%。低溫性能方面，以德方納米的產(chǎn)品為例，其各類納米磷酸鐵鋰產(chǎn)品在-20℃時(shí)容量保持率平均約在67%，但其磷酸錳鐵鋰在-20℃下容量保持率約為71%，與質(zhì)量占比15%的三元材料混合時(shí)-20℃容量保持率可以達(dá)到74%左右。

（3）磷酸錳鐵鋰發(fā)展符合經(jīng)濟(jì)性目前，電池廠與正極廠對可以從技術(shù)層面上可以提升能量密度的方案渴望程度進(jìn)一步提升。此前由于磷酸錳鐵鋰性能以及生產(chǎn)難度等問題沉寂了許久，但磷酸鐵鋰電池能量密度接近極值，以及錳鐵鋰電池技術(shù)不斷突破等因素共振，多家廠商因其經(jīng)濟(jì)性又開始關(guān)注磷酸錳鐵鋰。正極廠商：磷酸鐵鋰電壓平臺為3.4V，而磷酸錳鐵鋰可達(dá)4.1V，理論上LMFP能量密度提高20%+，優(yōu)于磷酸鐵鋰。且在其規(guī)?；螅瑔蜽h成本也將優(yōu)于磷酸鐵鋰，并能支持電動車?yán)m(xù)航里程超過700公里，其發(fā)展符合經(jīng)濟(jì)性。電池廠商：生產(chǎn)LMFP電池與生產(chǎn)LFP電池的生產(chǎn)設(shè)備變動較小，無需重建產(chǎn)線，變動成本低，符合經(jīng)濟(jì)性。3、磷酸錳鐵鋰發(fā)展限制因素LMFP作為LFP的“升級版”，雖繼承了LFP低成本、高熱穩(wěn)定性、高安全性等優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了其能量密度低、低溫穩(wěn)定性較差等缺點(diǎn)，但LMFP也存在導(dǎo)電性能、倍率性能以及循環(huán)性能較差等問題。（1）導(dǎo)電性和鋰離子擴(kuò)散速率限制磷酸錳鐵鋰發(fā)展磷酸錳鐵鋰的結(jié)構(gòu)特性決定了其導(dǎo)電性差和鋰離子擴(kuò)散速率低的缺點(diǎn)，進(jìn)而影響其倍率性能。磷酸錳鐵鋰具有六方密堆結(jié)構(gòu)，F(xiàn)eO6和MnO6位于八面體上，并通過PO4四面體交叉連接，不存在連續(xù)的FeO6（MnO6）共棱八面體網(wǎng)絡(luò)，這使得其導(dǎo)電性很差。同時(shí)PO4四面體位于FeO6（MnO6）八面體之間，阻塞了鋰離子擴(kuò)散通道，限制其只能在一維通道中運(yùn)動，導(dǎo)致鋰離子擴(kuò)散速率比較低，表現(xiàn)出較差的倍率性能。這些缺點(diǎn)導(dǎo)致磷酸錳鐵鋰無法完全發(fā)揮其電化學(xué)性能，也因此限制了其進(jìn)一步的大規(guī)模應(yīng)用。（2）Jahn-Teller效應(yīng)降低循環(huán)壽命及循環(huán)穩(wěn)定性Jahn-Teller效應(yīng)促進(jìn)錳析出導(dǎo)致循環(huán)壽命衰減、循環(huán)穩(wěn)定性降低。Jahn-Teller效應(yīng)指電子在簡并軌道中的不對稱占據(jù)會導(dǎo)致分子的幾何構(gòu)型發(fā)生畸變。非線性MnO6八面體場中，高自旋Mn3+具有非常大的磁矩，且在二重簡并的eg軌道上僅有一個電子，電子分布不對稱，最終導(dǎo)致MnO6八面體畸變，促進(jìn)Mn3+歧化反應(yīng)的進(jìn)行，影響穩(wěn)定性和循環(huán)性。另外，電解液分解產(chǎn)生的酸進(jìn)一步腐蝕正極材料中的錳離子，加速M(fèi)n3+歧化反應(yīng)進(jìn)程，促使Mn2+和Mn4+溶解在電解液中，并通過隔膜遷移至負(fù)極，在負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)析出，進(jìn)而破壞負(fù)極的SEI膜（固體電解質(zhì)界面膜）。SEI膜的形成會消耗一部分鋰離子，遭到破環(huán)的SEI膜在進(jìn)行修復(fù)時(shí)也會消耗一部分鋰離子，這導(dǎo)致鋰離子減少，進(jìn)而降低電池容量，影響其循環(huán)壽命和循環(huán)穩(wěn)定性。（3）雙電壓平臺增加后期電池管理系統(tǒng)（BMS）管理難度錳、鐵充放電電壓的不同導(dǎo)致LMFP出現(xiàn)雙電壓平臺，后期BMS的管理難度加大。以放電過程為例，Mn2+在4.1V附近轉(zhuǎn)化成Mn3+，F(xiàn)e2+在3.5V附近轉(zhuǎn)化成Fe3+，這導(dǎo)致LMFP出現(xiàn)雙電壓平臺，在放電過程中發(fā)生電壓驟降的問題，進(jìn)而增加了后期電池管理系統(tǒng)（BMS）的管理難度。

磷酸錳鐵鋰產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速，愈發(fā)受到市場青睞。以上因素雖然一定程度上限制了磷酸錳鐵鋰的商業(yè)化進(jìn)程，但隨著碳包覆、納米化、補(bǔ)鋰技術(shù)等改性技術(shù)的進(jìn)步，其發(fā)展限制因素得到了很大改善，磷酸錳鐵鋰產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程大大加速。綜合磷酸錳鐵鋰的優(yōu)劣及目前技術(shù)改進(jìn)狀況，磷酸錳鐵鋰愈發(fā)受到市場青睞。

02

磷酸錳鐵鋰改性技術(shù)分析

解決LMFP材料固有缺陷主要從兩方面入手：一是合適的錳鐵比例能夠全面提升LMFP電化學(xué)性能。二是納米化、摻雜、包覆等改性技術(shù)改善LMFP材料電化學(xué)性能。

1、錳鐵比例決定電化學(xué)性能
磷酸錳鐵鋰材料中錳鐵比例的不同，會導(dǎo)致材料的電化學(xué)性能和物理形態(tài)的差異。隨著錳離子比例的提升，電池的電壓和能量密度能夠得到相應(yīng)的提升，但是同時(shí)材料會出現(xiàn)大量的缺陷和孔隙，沒有完全形成均一的固溶體，大量的缺陷和孔隙極有可能延長鋰離子的嵌入遷出，降低離子遷移速率。這意味著在電壓平臺更高的同時(shí)，低導(dǎo)電率、與電解質(zhì)副反應(yīng)等問題也越來越嚴(yán)重，從而導(dǎo)致電池循環(huán)性能變差。另一方面，鐵含量提升能夠帶動鋰電池導(dǎo)電性和倍率性能的提高，然而過多的鐵元素?fù)诫s會使磷酸錳鐵鋰電壓提升效果有限，從而導(dǎo)致能量密度較磷酸鐵鋰優(yōu)勢不明顯。
目前對于最佳的錳鐵比沒有統(tǒng)一的定論，錳鐵比為4:6左右時(shí)具有較為理想的能量密度。對于固態(tài)制備方法，當(dāng)錳含量增加至0.8-1.0時(shí)，雖然放電中壓能接近4.0V，但是放電比容量會出現(xiàn)大幅衰減，從而導(dǎo)致實(shí)際能量密度反而出現(xiàn)下降。當(dāng)錳含量為0.4時(shí)，盡管放電中壓僅為3.48V，但是克容量不會出現(xiàn)明顯衰減，從而其實(shí)際能量密度能夠達(dá)到相對最優(yōu)的557Wh/kg。

2、磷酸錳鐵鋰技術(shù)改性方案
納米化、包覆、摻雜及復(fù)合三元等措施單一或協(xié)同作用可以針對磷酸鐵錳鋰的缺點(diǎn)進(jìn)行性能改良。
碳包覆
碳包覆能有效提升材料導(dǎo)電性能和循環(huán)性能。將導(dǎo)電材料包覆在磷酸錳鐵鋰材料表面能夠構(gòu)建導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，增加材料的導(dǎo)電性能和電池的倍率性能。此外，碳包覆可以有效阻止磷酸錳鋰顆粒進(jìn)一步長大以及阻止電解液中HF對正極材料的侵蝕作用，提高正極材料的循環(huán)性能。選擇合適的碳含量在碳包覆過程中較為重要，過高的碳含量會使材料的克容量大幅下降，而過低的碳含量無法有效提高材料的導(dǎo)電性能和電池的倍率性能。
通常碳包覆過程為：將原材料與碳源球磨混合，然后在高溫下進(jìn)行煅燒形成碳包覆層，其中常見的碳源包括蔗糖、葡萄糖等。
離子摻雜
離子摻雜是從晶格內(nèi)部改變材料的導(dǎo)電性和離子擴(kuò)散性能，摻雜離子可使晶格產(chǎn)生缺陷，并可抑制姜泰勒（John-Teller）效應(yīng)，從而提高材料性能。常見的摻雜元素包括：Mg、Co、Ni、Cr、Zn、Cu、V、Ti、Zr、Nb。目前來看，摻雜Mg2+的方法應(yīng)用和研究最為廣泛，由于Mg2+的半徑小于Mn和Fe，因此磷酸錳鐵鋰橄欖石結(jié)構(gòu)中LiO6八面體的Li-O共價(jià)鍵鍵長變長，較大間隙有利于鋰離子遷移，提升了材料的導(dǎo)電性能，也有利于材料容量的發(fā)揮。同時(shí)，鎂離子大小介于二價(jià)錳離子和三價(jià)錳離子之間，可過渡二價(jià)錳到三價(jià)錳的轉(zhuǎn)化，從而錳元素價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)換造成的結(jié)構(gòu)坍塌問題可以得到緩解，材料結(jié)構(gòu)變得更加穩(wěn)固，錳溶出得到有效抑制。
納米化
納米化通過減小材料晶體粒徑改善倍率性能和其他電化學(xué)性能。納米化通過機(jī)械球磨、控制煅燒溫度等方法來減小材料晶體粒徑，從而縮短鋰離子擴(kuò)散路徑，鋰離子遷移的效率得到提升，從而提升了材料的倍率性能。減小晶體粒徑的同時(shí)，材料的比表面積得到提升，從而增大與電解液的接觸界面，電極界面阻抗降低，從而電化學(xué)性能也能得到相應(yīng)的改善。

03

產(chǎn)業(yè)鏈及相關(guān)企業(yè)

1、產(chǎn)業(yè)鏈概述

正極材料是鋰離子電池最為關(guān)鍵的原材料，鋰電池正極材料上游為鋰、鈷、鎳等礦物原材料，結(jié)合導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑等制成前驅(qū)體。前驅(qū)體經(jīng)過一定工藝合成后制得正極材料，應(yīng)用于不同的領(lǐng)域。下游鋰電池制造領(lǐng)域主要分為動力鋰電池、消費(fèi)鋰電池與儲能鋰電池，最終應(yīng)用于新能源汽車、手機(jī)、便捷式電腦與儲電站等領(lǐng)域。中游正極材料是鋰電池電化學(xué)性能的決定性因素，對電池的能量密度及安全性能起主導(dǎo)作用，且正極材料的成本占比也較高。

目前，鋰、鈷、鎳、錳、鐵等金屬資源是鋰電池正極最主要的原材料，主要的生產(chǎn)企業(yè)包括西藏礦業(yè)、天齊鋰業(yè)等，上游涉及多種設(shè)備的供應(yīng)廠商數(shù)量較多，代表企業(yè)有贏合科技、先導(dǎo)智能等。另外，導(dǎo)電劑、粘合劑等輔材也是鋰電正極材料的主要原材料，代表企業(yè)有上海匯普工業(yè)與三愛富等;在中游，當(dāng)升科技、容百科技與廈鎢新能等是鋰電池正極材料行業(yè)的龍頭企業(yè);下游鋰電池行業(yè)的企業(yè)中，寧德時(shí)代在動力電池、3C消費(fèi)電池和儲能電池領(lǐng)域均有布局，市場份額較大。2、上游：金屬原材料供給緊張價(jià)格上漲，磷酸錳鐵鋰混用降本成關(guān)鍵上游鈷和鎳等金屬原材料資源稀缺，價(jià)格昂貴，導(dǎo)致三元材料成本居高不下，磷酸錳鐵鋰與三元材料混用可大幅降低成本。據(jù)2020年全國礦產(chǎn)資源儲量統(tǒng)計(jì)，有色金屬礦產(chǎn)共計(jì)93,765.5萬噸，其中鎳礦399.64萬噸，鈷礦13.74萬噸，分別僅占0.43%和0.01%。資源稀缺導(dǎo)致上游金屬原材料供給緊張，價(jià)格昂貴，使得以鈷和鎳等金屬為主要原材料的三元材料的成本大幅增加。在保證材料電化學(xué)性能的基礎(chǔ)上，通過將磷酸錳鐵鋰與三元材料混用，在結(jié)合二者優(yōu)勢的基礎(chǔ)上降低鈷和鎳的使用量，降低成本。

另一方面，磷酸錳鐵鋰上游錳礦資源豐富，錳鐵鋰具備成本優(yōu)勢。錳礦可分為氧化錳礦與碳酸錳礦，其中國內(nèi)以低品位的碳酸錳礦為主，高品位的氧化錳礦主要依賴進(jìn)口，兩種礦產(chǎn)均可生產(chǎn)錳系產(chǎn)品。全球錳礦石主要用于鋼鐵冶金，2021年全球錳消費(fèi)量超過2000萬噸，其中95%以上用于鋼鐵冶金行業(yè)，電池行業(yè)消費(fèi)占比約2%，其中鋰離子電池用錳量占比約0.5%，電池用錳增加對錳供需的擾動較小。由于增加錳元素，磷酸錳鐵鋰成本較磷酸鐵鋰增加5%-10%左右，考慮到錳鐵鋰能量密度提升約20%，磷酸錳鐵鋰單瓦時(shí)成本略低于磷酸鐵鋰，顯著低于三元材料。3、中游：正極材料市場增長空間大，產(chǎn)能快速擴(kuò)張由于上游鋰、鈷、鎳等金屬價(jià)格的大幅上漲，正極材料的價(jià)格也隨之出現(xiàn)較大幅度上漲，整個正極材料行業(yè)在2021年呈現(xiàn)“價(jià)量齊升”的繁榮景象并一直延續(xù)至今。2021年中國正極材料的產(chǎn)值達(dá)到1419.1億元，同比增長123.1%，超過2017年產(chǎn)值的增幅。

根據(jù)EVTank數(shù)據(jù)顯示，2021年，中國鋰離子電池正極材料出貨量為109.4萬噸，同比大幅增長98.5%。其中磷酸鐵鋰正極材料出貨量45.5萬噸，占比41.6%，三元正極材料出貨量42.2萬噸，占比38.6%，磷酸鐵鋰出貨量反超三元正極材料。GGII預(yù)測，到2025年中國正極材料出貨量將達(dá)471萬噸，市場增長空間大。4、下游：終端需求驅(qū)動技術(shù)進(jìn)步終端客戶對于新能源汽車在價(jià)格和性能方面的需求驅(qū)動正極材料技術(shù)的提升。新能源汽車的客戶群體往往追求低價(jià)格與優(yōu)性能，價(jià)格和性能又與電池正極材料的成本和技術(shù)息息相關(guān)。目前正極材料主流市場以磷酸鐵鋰和三元材料并存發(fā)展為主線，但低成本和高電壓依舊無法同時(shí)兼得。同時(shí)隨著新能源汽車需求的不斷攀升以及政府對于新能源汽車補(bǔ)貼政策的退坡也使得降本和提升性能迫在眉睫。因此在降本基礎(chǔ)上提升電池性能的新技術(shù)迎來發(fā)展機(jī)會，磷酸錳鐵鋰就是發(fā)展新技術(shù)下的產(chǎn)物。

5、相關(guān)企業(yè)（1）正極材料廠商：德方納米、力泰鋰能等1）德方納米：液相法優(yōu)勢顯著，目前在建產(chǎn)能最大已有成熟液相法使得公司具有先發(fā)優(yōu)勢。目前LFP合成工藝主要分為固相法和液相法兩大類，由于高品質(zhì)LMFP制備大概率要基于液相法，而大多數(shù)廠商采用的都是固相法制備，因此德方納米采用液相法制備LMFP先發(fā)優(yōu)勢顯著。技術(shù)儲備豐富，研發(fā)實(shí)力雄厚。截至2022Q1，德方納米已在國內(nèi)申請并獲得了69項(xiàng)專利授權(quán)，其中與LMFP相關(guān)專利共9項(xiàng)。2021年，公司研發(fā)投入1.64億元，同比增長217.76%，主要研發(fā)項(xiàng)目包括新型磷酸鹽系正極材料關(guān)鍵制備技術(shù)研究，根據(jù)披露的相關(guān)信息，推測可能是LMFP相關(guān)的技術(shù)研究，預(yù)計(jì)該項(xiàng)目將于2022年底實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

2）力泰鋰能：深度綁定寧德，未來有望實(shí)現(xiàn)大規(guī)模放量寧德時(shí)代控股子公司，公司注重研發(fā)，近幾年專利申請數(shù)量較多。目前公司已在國內(nèi)申請并獲得了21項(xiàng)專利授權(quán)，其中涉及LMFP的專利8項(xiàng)，其中大部分為提高LMFP性能的工藝專利以及引入第三方元素從結(jié)構(gòu)上改性的相關(guān)專利。

八年努力研發(fā)與攻關(guān)實(shí)現(xiàn)了磷酸錳鐵鋰產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)。力泰鋰能自主研發(fā)的納米級磷酸錳鐵鋰材料，基于納米晶立體網(wǎng)狀多孔磷酸鐵鋰正極材料（3DMeshyNano-LFP）技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了一次粒子納米化、二次粒子具有立體網(wǎng)狀導(dǎo)電功能，有效解決了傳統(tǒng)LFMP的電阻問題，具有良好的倍率性能、循環(huán)性能、低溫性能和加工性能，優(yōu)異的安全性。（2）電池企業(yè)：寧德時(shí)代、比亞迪、國軒高科1）寧德時(shí)代：布局已久，蓄勢待發(fā)布局已久，蓄勢待發(fā)。公司擁有完善的研發(fā)體系、強(qiáng)大的研發(fā)團(tuán)隊(duì)（碩士及以上學(xué)歷占比20%+），早在2015年就申請了LMFP引入第三方元素方法改性的專利。寧德時(shí)代新產(chǎn)品M3P。根據(jù)寧德時(shí)代2022年2月14日投資者關(guān)系活動披露，公司計(jì)劃推出的新產(chǎn)品M3P不是磷酸錳鐵鋰，還含有其他金屬元素，公司稱之為磷酸鹽體系的三元，成本較三元下降。根據(jù)公司專利推測，M3P或?qū)⑹荓MFP摻雜了鎂等其他元素提高LMFP的電化學(xué)性能。

2）比亞迪：鐵鋰龍頭，錳鐵鋰積極儲備國內(nèi)鐵鋰龍頭。比亞迪憑借其強(qiáng)大的創(chuàng)新能力以及深厚的技術(shù)積累，2020年3月公司推出“刀片電池”，其刀片電池技術(shù)解決新能源汽車?yán)锍探箲]及安全痛點(diǎn)，成為動力電池劃時(shí)代作品，鞏固了公司的全球龍頭地位。自2020年開始，其動力電池裝機(jī)量大幅上漲。LMFP：積極儲備，努力推進(jìn)。比亞迪曾在“2014中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)三基工程工作會議”中表示磷酸錳鐵鋰為其新的技術(shù)路線，而當(dāng)時(shí)由于政策等原因，各廠商紛紛擁抱三元高容量材料，該路線并沒有成為主流，但公司仍在繼續(xù)推進(jìn)，積極儲備，近幾年布局專利十余項(xiàng)。

3）國軒高科：深耕鐵鋰十余年，注重研發(fā)深耕鐵鋰十余年，注重研發(fā)。近幾年，公司研發(fā)支出占比處于行業(yè)內(nèi)較高水平，同時(shí)公司也申請了大量正極材料相關(guān)專利。2019年，公司自主研發(fā)的FP1865140-15Ah方形磷酸錳鐵鋰鋰離子蓄電池，獲得安徽省新產(chǎn)品榮譽(yù)。

04

磷酸錳鐵鋰產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程

目前，正極材料廠商、電池企業(yè)正積極布局磷酸錳鐵鋰產(chǎn)能，經(jīng)歷一兩年左右的認(rèn)證周期和生產(chǎn)放量后，磷酸錳鐵鋰將步入產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。隨著國內(nèi)多個磷酸錳鐵鋰材料項(xiàng)目的建成投產(chǎn)，以及頭部電池企業(yè)應(yīng)用帶動，國內(nèi)有材料企業(yè)預(yù)計(jì)，最晚2023年國內(nèi)會穩(wěn)定批量生產(chǎn)，并規(guī)?；瘧?yīng)用到電動汽車領(lǐng)域。
1、相關(guān)專利申請數(shù)量不斷攀升LMFP作為LFP重要升級方向，眾多鋰電企業(yè)均已開始進(jìn)行相關(guān)專利的研發(fā)及產(chǎn)線布局。目前磷酸錳鐵鋰相關(guān)專利數(shù)量逐年攀升，截至2022年4月，國內(nèi)關(guān)于LMFP的相關(guān)專利數(shù)量為221項(xiàng)，對比以往相關(guān)專利申請數(shù)量增長迅速，根據(jù)申請日統(tǒng)計(jì)，2020年有30項(xiàng)，2021年有33項(xiàng)相關(guān)專利申請。2、頭部企業(yè)積極推進(jìn)，量產(chǎn)進(jìn)程加速頭部電池企業(yè)均布局有磷酸錳鐵鋰材料，寧德時(shí)代推出M3P新型磷酸鹽系材料，中創(chuàng)新航提出OS高錳鐵鋰技術(shù)，比亞迪、國軒高科、億緯鋰能、孚能科技、欣旺達(dá)等也均儲備有相關(guān)技術(shù)；正極材料廠商陸續(xù)加入錳鐵鋰推動產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，德方納米產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度較快，11萬噸已于2022年9月正式投產(chǎn)，并新增規(guī)劃建設(shè)年產(chǎn)33萬噸新型磷酸鹽系正極材料生產(chǎn)基地。容百科技、當(dāng)升科技等也通過外延并購與自主研發(fā)推進(jìn)錳鐵鋰的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度。錳鐵鋰在兩輪車上的應(yīng)用進(jìn)度較快，天能股份、星恒電源的錳鐵鋰產(chǎn)品陸續(xù)開始應(yīng)用于兩輪電動車。

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未來發(fā)展趨勢分析

磷酸錳鐵鋰復(fù)合性強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，發(fā)展?jié)摿Υ蟆０床牧蠎?yīng)用方式劃分，它的的未來主要發(fā)展方向有兩個：一是純磷酸錳鐵鋰鋰電池的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。磷酸錳鐵鋰鋰電池相對于三元電池，安全性更高、成本優(yōu)勢更明顯，相對于LFP磷酸鐵鋰，能量密度更高，因此會逐步或部分替代鐵鋰和中低鎳三元材料，主要應(yīng)用于儲能市場和中低端動力市場。二是與其他材料復(fù)合使用，取長補(bǔ)短，提升材料整體性能。由于磷酸錳鐵鋰LMFP粒徑小，可以嵌入到NCM、LCO等材料結(jié)構(gòu)中構(gòu)成新型材料，綜合各自優(yōu)勢，全面提升材料性能。

1、車用動力電池領(lǐng)域，LMFP純用復(fù)合均有優(yōu)勢，前景廣闊隨著全球電動汽車進(jìn)程加速，電動汽車電池的產(chǎn)量也在持續(xù)創(chuàng)新高，2021年全球動力四輪車銷量為650萬臺，同比增長100%。2022年3月，比亞迪正式宣布停止燃油汽車的整車生產(chǎn)，也意味著燃油車在國內(nèi)市場進(jìn)入淘汰階段，后續(xù)也會有更多整車企業(yè)效仿比亞迪，從燃油車市場慢慢的退出，轉(zhuǎn)型專注于新能源汽車整車的生產(chǎn)，全球電動化進(jìn)程加速。2、受新能源汽車銷量提振，動力電池需求上升2021年全球動力電池裝機(jī)量為296.8GWh，同比增長104%。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)預(yù)計(jì)到2025年全球動力電池裝機(jī)量將達(dá)到1306GWh，其中LFP占比40%，三元電池占比下降至59%。LMFP作為LFP的重要升級方向，將會逐步替代LFP在鋰電池中的應(yīng)用，預(yù)計(jì)到2025年LMFP對LFP滲透率為15%。另一方面LMFP可作為“穩(wěn)定劑”，與三元材料復(fù)合使用。目前，德方納米已提出的NCM表面包覆LMFP方案，LMFP的加入能夠有效提高混合正極的穩(wěn)定性、降低成本，該復(fù)合材料具有高能量密度、高安全性、良好低溫性能等多方面優(yōu)勢，能夠促進(jìn)LFMP與三元5系更進(jìn)一步的合作，隨著相關(guān)技術(shù)及復(fù)合材料的發(fā)展，LMFP將逐步滲透三元復(fù)合材料中，預(yù)計(jì)2025年復(fù)合材料的全球市場占比達(dá)到15%。由此測算2025年，LMFP在動力電池領(lǐng)域需求將會達(dá)到80.70GWh。

3、兩輪電動車領(lǐng)域，高性價(jià)比LMFP市場份額快速推進(jìn)隨著新國標(biāo)的推行以及鋰電池成本的快速下降，鋰電池的滲透率快速提升，鋰電兩輪電動車銷量占比也逐年提升?？紤]到小動力對性能要求不高，安全性高、成本低的LFP更多被應(yīng)用在兩輪電動車領(lǐng)域。據(jù)測算，2025年全球兩輪電動車中LFP占比或達(dá)35%，三元或錳酸鋰占比達(dá)65%。此外，LMFP+LMO在兩輪電動車領(lǐng)域被認(rèn)為是性價(jià)比最高的鋰電系統(tǒng)之一，復(fù)合錳酸鋰憑借高安全性和長循環(huán)壽命等優(yōu)勢，在中國已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)階段。具體地，天能股份已經(jīng)推出相應(yīng)的超能錳鐵鋰電池應(yīng)用在小牛電動二輪車中；常州鋰源與星恒電源也就磷酸錳鐵鋰達(dá)成戰(zhàn)略合作。海外市場中，日本是最早開始推廣電踏車的地區(qū)，因?yàn)槠淅淆g化問題日漸突出，電踏車需求較大；歐洲具有良好的騎行文化，電踏車率不斷上升，提升空間較大；美國電踏車起步最晚，在2020年疫情催化下，電踏車銷量大幅上升，未來有望持續(xù)增長。據(jù)此測算出2025年全球電動自行車鋰電池需求為96GWh，LMFP憑借其更明顯的性能和成本優(yōu)勢，需求可達(dá)18.43GWh。

4、儲能領(lǐng)域，LMFP比LFP更具能量密度優(yōu)勢近年來，隨著雙碳政策的推進(jìn)、補(bǔ)貼的增加，全球電化學(xué)儲能項(xiàng)目規(guī)模不斷擴(kuò)大，并且新增電化學(xué)儲能中超過90%的項(xiàng)目都是鋰離子電池儲能，截至2021年，我國在儲能領(lǐng)域使用LFP電池占比已超過94%。根據(jù)政府制定的《新型儲能指導(dǎo)意見》，我國以鋰離子電池為主的新型儲能市場規(guī)模要從2020年的3.3GW增加到2025年的30GW，5年增長8倍左右，年復(fù)合增長率超過55%。同時(shí)海外各大儲能主力市場如歐洲、日本、美國等也相繼出臺各種政策補(bǔ)貼，儲能電池需求暴增。相繼出臺的利好政策以及日益凸顯的經(jīng)濟(jì)空間都表明儲能領(lǐng)域巨大的發(fā)展?jié)摿?。?jù)相關(guān)數(shù)據(jù)估計(jì)全球儲能電池需求量到2025年為500GWh，作為LFP重要技術(shù)改革方向，預(yù)測在儲能領(lǐng)域，到2025年LMFP對LFP替代率為10%，需求或達(dá)到45GWh。