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新型磷酸鹽系電池有了新進(jìn)展

技術(shù)前瞻  Technology prospect

新型磷酸鹽系電池有了新進(jìn)展

來(lái)源:
電池中國網(wǎng)
發(fā)布時(shí)間:
2023/03/31
瀏覽量
撰稿丨黎 爍
編輯丨麥 子
美編丨CBEA獨耀

多家電池企業(yè)正加速推出磷酸鐵鋰電池升級產(chǎn)品,希望通過(guò)改善低溫、循環(huán)、能量密度和充放電等性能,進(jìn)一步擠壓中鎳三元市場(chǎng)。

324日,寧德時(shí)代董事長(cháng)曾毓群表示,寧德時(shí)代的M3P電池預計將于今年量產(chǎn)交付,“大規模應用情況下,M3P電池能夠降本增效,低溫性能、能量密度優(yōu)于磷酸鐵鋰電池,成本優(yōu)于三元鋰電池。具體車(chē)型上的應用請見(jiàn)后續發(fā)布。”
無(wú)獨有偶,315日,國軒高科在日本電池展覽活動(dòng)上亮相了兩款磷酸錳鐵鋰化學(xué)產(chǎn)品:L300、L600。據電池中國了解,L300、L600均采用行業(yè)內先進(jìn)的磷酸錳鐵鋰化學(xué)體系,相比于磷酸鐵鋰,該體系同樣具有高安全性能,且現階段能量密度最高可達240 Wh/kg,體積能量密度超過(guò)500Wh/L。
國軒高科表示,L300、L600,將和能量密度310Wh/kg46系大圓柱電池一同被確定為國軒高科今后主推的“標準化電池”,更好地滿(mǎn)足CTP/CTC等高成組效率電池的設計。
近日,電池中國從捷威動(dòng)力獲悉,該公司已推出容量為100Ah的方形磷酸錳鐵鋰電池產(chǎn)品,能量密度達到220Wh/kg,該產(chǎn)品具有低成本、高安全、長(cháng)循環(huán)等優(yōu)勢。
值得注意的是,寧德時(shí)代在今年推出M3P磷酸鹽系電池的同時(shí),還與上游材料企業(yè)協(xié)作,繼續加強磷酸鹽系電池材料體系開(kāi)發(fā)。
湖南裕能近日發(fā)布公告稱(chēng),近日寧德時(shí)代與公司簽署《開(kāi)發(fā)協(xié)議》,對新型磷酸鐵鋰產(chǎn)品進(jìn)行設計開(kāi)發(fā),并依據寧德時(shí)代的需求生產(chǎn)制造新型磷酸鐵鋰產(chǎn)品。值得一提的是,湖南裕能掌握電導率綜合改善技術(shù)、高容量多元正極材料生產(chǎn)技術(shù)、三元正極材料表面改性技術(shù)等正極材料自主核心技術(shù),業(yè)內人士猜測,雙方開(kāi)發(fā)的新型磷酸鐵鋰產(chǎn)品,很有可能就是寧德時(shí)代的M3P材料體系之一。
盡管寧德時(shí)代多次在公開(kāi)場(chǎng)合談及M3P電池,但截至目前業(yè)界并未一睹其真容,也未真正了解其采用的到底是何種磷酸鹽體系材料。
在去年2月的投資者調研活動(dòng)中,寧德時(shí)代首次表示,公司將要推出新產(chǎn)品M3P電池,準確來(lái)說(shuō)不是磷酸錳鐵鋰,還含有其他金屬元素,公司稱(chēng)之為磷酸鹽體系的三元電池。
據寧德時(shí)代介紹,M3P電池保持了磷酸鐵鋰高安全長(cháng)壽命特點(diǎn),電芯能量密度提升百分之二十,非常具有競爭力。
申港證券研報分析稱(chēng),寧德時(shí)代的M3P電池可能摻雜鎂、鋅、鋁等金屬元素中的兩種,在部分鐵元素點(diǎn)位上形成替代,從而生成磷酸鹽體系的三元材料,以改善充放電容量及循環(huán)穩定性。
如果按照磷酸鐵鋰能量密度20%提升幅度來(lái)看,M3P電芯能量密度將在210Wh/kg以上,有望達到中鎳三元電池(Ni5系)能量密度水平,但是其成本又優(yōu)于三元電池,若該產(chǎn)品一經(jīng)推向市場(chǎng),將大有可能對中鎳三元市場(chǎng)產(chǎn)生較大威脅。
實(shí)際上,磷酸錳鐵鋰方面,國軒高科近期也透露,其推出的L300、L600磷酸錳鐵鋰電芯,能量密度已在210Wh/kg~240Wh/kg左右,能量密度已經(jīng)等同于中鎳高電壓三元電池。業(yè)內有觀(guān)點(diǎn)認為,這或將對現階段中鎳高電壓市場(chǎng)產(chǎn)生威脅。
在續航方面,無(wú)論是M3P電池,還是磷酸錳鐵鋰電池,都在瞄準700km續航。
寧德時(shí)代首席科學(xué)家吳凱表示,M3P電池可針對續航里程700km左右的中檔車(chē)型,“700公里續航的主流新能源汽車(chē)市場(chǎng),寧德時(shí)代的解決方案是M3P電芯+麒麟電池結構,這兩種技術(shù)組合使用。”
現階段,700km續航區間的車(chē)型,電池主要是采用中鎳高電壓,或者高鎳三元,而憑借成本、安全優(yōu)勢,磷酸錳鐵鋰、M3P等電池如果順利攻入這一市場(chǎng),高鎳三元還可以向上,但中鎳三元無(wú)疑會(huì )遭遇直接沖擊。
近期,除了寧德時(shí)代、國軒高科、捷威動(dòng)力等透露了其基于鐵鋰的升級產(chǎn)品,此前包括比亞迪、億緯鋰能、孚能科技、蜂巢能源、星恒電源、欣旺達、瑞浦蘭鈞、中創(chuàng )新航等各大電池企業(yè)也都有相應規劃或產(chǎn)品推出。
磷酸錳鐵鋰、M3P等基于鐵鋰體系的電池,因其經(jīng)濟性、安全性?xún)?yōu)勢也已受到車(chē)企的關(guān)注。
據報道,蔚來(lái)汽車(chē)正在自主研發(fā)磷酸錳鐵鋰電池,并計劃未來(lái)在合肥量產(chǎn),配套蔚來(lái)子品牌阿爾卑斯。上個(gè)月,蔚來(lái)科技電池已經(jīng)啟動(dòng)合肥產(chǎn)業(yè)基地一期項目建設。消息稱(chēng),蔚來(lái)合肥基地未來(lái)規劃產(chǎn)能將達到40GWh,除了磷酸錳鐵鋰,還將生產(chǎn)46系列大圓柱電池。
此外,有消息稱(chēng),特斯拉也在規劃在其相關(guān)車(chē)型中使用寧德時(shí)代M3P電池,續航能力至少提升10%。

在生產(chǎn)工藝上,磷酸錳鐵鋰與磷酸鐵鋰的生產(chǎn)工藝相似,通過(guò)高溫固相反應法、水熱合成法合成,工藝成熟,適合批量生產(chǎn)。就目前來(lái)看,磷酸錳鐵鋰的興起,機會(huì )最多的當屬上游正極材料企業(yè)。
據中金公司預計,磷酸錳鐵鋰作為磷酸鐵鋰和三元5系的潛在替代材料,預計到2025年,在電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域磷酸錳鐵鋰對磷酸鐵鋰替代需求將達到56GWh;與三元復合搭配需求將達到28GWh,總體需求量約為84GWh。
自去年下半年以來(lái),材料企業(yè)已經(jīng)對以磷酸錳鐵鋰為代表的新型磷酸鹽體系進(jìn)行廣泛產(chǎn)能布局,產(chǎn)能競賽已經(jīng)開(kāi)啟。
近日,德方納米透露,公司年產(chǎn)11萬(wàn)噸磷酸錳鐵鋰項目目前正在進(jìn)行產(chǎn)能爬坡。該項目是目前全國已建成投產(chǎn)最大單體產(chǎn)能的磷酸錳鐵鋰正極材料項目。
常州鋰源深圳研究院執行院長(cháng)岳海峰表示,公司今年將發(fā)布磷酸錳鐵鋰材料產(chǎn)品,能量密度較主流磷酸鐵鋰提升15%左右,磷酸錳鐵鋰新品應用了鐵鋰1號的能量球技術(shù),對應錳鐵鋰1號,隨著(zhù)密度增加續航里程會(huì )更高,全生命周期續航在一百萬(wàn)公里以上,循環(huán)性能很好。
今年1月,當升科技發(fā)布公告,公司聯(lián)合四川蜀道新材料科技集團股份有限公司與攀枝花釩鈦高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區管理委員會(huì )簽訂了合作協(xié)議,擬在四川省攀枝花市釩鈦高新區規劃建設年產(chǎn)30萬(wàn)噸磷酸(錳)鐵鋰產(chǎn)能。
此外,容百科技透露,公司目標是到2023年底磷酸錳鐵鋰產(chǎn)能達到10萬(wàn)噸/年。

今年前兩個(gè)月,寧德時(shí)代在中國市場(chǎng)的磷酸鐵鋰電池裝機量份額已經(jīng)降至第二,被比亞迪超越??梢灶A見(jiàn),如果寧德時(shí)代M3P、國軒高科L330/L600等基于鐵鋰體系的新型磷酸鹽系電池今年量產(chǎn),其應用步伐將加快,屆時(shí)不僅對中鎳三元市場(chǎng)產(chǎn)生較大影響,對磷酸鐵鋰市場(chǎng)和格局也有可能產(chǎn)生沖擊。

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