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磷酸錳鐵锂專家交流紀要

性能上,安全性能夠媲美磷酸鐵锂,尤其低溫條件下解決很多安全問題;能量密度上跟三元523接近,比鐵锂高10-20%,比高容量三元容量還是要低一點;成本上隻比磷酸鐵锂高5-6%;循環次數單體2000周以上,還有提升空間。

技術路徑上,很早已經在研發,國内之前受政策影響基本都放棄了改用三元,現在下遊又開始重視,比亞迪介入較早。

應用上,目前兩輪車已經大規模出貨了,四輪車應用大規模爆發可能在明年下半年。

公司産能,明年1萬噸錳鐵锂。單噸産線投資額跟鐵锂的差不多,但原有鐵锂産線改過來難度較大,還是有技術壁壘和先發優勢。

專家介紹行業基本情況

行業背景。技術上不是新東西,95年磷酸鐵锂出來後,就有根據不同配方做。零幾年陶氏化學做了很多研究,國内08年研究做的時候還沒完全認同磷酸鐵锂,後期比亞迪有想法去做,遇到國家政策從早期锂電材料轉到高容量材料,錳鐵锂相比高容量的三元材料還是有差距,很多廠商就轉去三元,尤其四輪。比亞迪做出來以後成本沒有降很多,另外容量比不上三元。海外陶氏等做出來的沒有很好的市場,導緻錳鐵锂沒有很好的研究。19年發現錳鐵锂比磷酸鐵锂材料要好,整個國家對锂電池環境發生改變,第一對安全性更高要求,容量平衡且安全,磷酸鐵锂安全性最好,錳鐵锂相對于磷酸鐵更好,鐵的電壓平台低,猛的高,錳鐵锂是鐵锂材料的改進材料,本身是很安全的。第二容量,有錳,容量更高。第三成本因素,除了國家早期政策推動,锂钴鎳都在漲,主機廠電池廠都在找經濟實惠的,三元材料弱點安全性,材料結構本身不安全,錳酸锂钴酸锂不安全,針刺過不了。錳鐵锂能過針刺。三元裡面,無钴化也是因為钴價高,今年锂價格也上去了,三元成本高。

應用方向。最早是兩輪車,安全性循環壽命成本效益高。現在市場上兩輪車企業,研發推向市場後,三元和錳酸锂材料售後不好,電池燒着了充電等有問題,現在加了錳鐵锂進去整體成本有下降,其次安全性也上來了。循環壽命,磷酸鹽系材料的産品壽命都長一些,兩輪車千億級市場,主要是鉛酸,外賣企業要求5年循環,三元和磷酸鐵達不到,錳鐵锂2000-3000周,能夠讓質保期更長,現在跟國内一線主機廠做。低溫性能很好,冬天低溫下,有95%的充電效率。四輪車比兩輪車安全很多,電池結構投入成本降低,三元材料循環不是很好,鐵锂錳鐵锂循環更好。钴和鎳完全替代掉,成本下降。低溫,解決冬天熄火問題。數位3C裡面,也有應用,安全性考慮,壽命考慮。電動工具上,安全和實用,低溫性能要求,因為戶外用的。最大的量是四輪車。儲能市場慢慢進入,目前要求兩個點,循環壽命長,低溫性能好,安全性要好。

市場情況,行業對高安全長循環低成本,海外沒做出來的原因,陶氏等研究的時候還是有問題的,這麼多年我們國内已經有改進,當時海外技術缺乏應用領域,早停掉了。比亞迪也停了三年,今年剛剛有風聲放出來,這塊關注度比較高,廠家回報比較積極,21年大家意識到這個材料比别人好,我們的優勢凸顯。和主機廠合作,材料的摸索,加工工藝差别非常大,去锂電生産線上調試,怎麼完成塗布等。産能明年量比較大,今年市場push我們擴産,以萬噸級要求我們。

提問

Q:下遊大客戶應用的節奏,大規模上量的時間?

下遊目前要看細分行業,兩輪車已經比較多了,今年年底采購量已經很大;四輪車從研發到主機廠去驗證周期更長,預計明年下半年大規模上量。合作主機廠哪些?兩輪車聽過名字的品牌都在用;四輪車目前已經推進很快了,目前無法透露具體客戶名字。

Q:技術路徑很早有了,錳鐵锂這麼多優勢,為什麼過去幾年直接跳過這個技術路線而磷酸鐵锂發展這麼快?

最大差別是有錳,無法簡單加工。鐵锂是半導體,加點碳就可以了,錳鐵锂是絕緣體,顆粒大小導緻加工技術路線很難。目前行業沒有一家有統一技術路線,有壁壘。需要研發程度,需要技術積累,用磷酸鐵锂做完全不一樣。我們目前比較領先,可能是技術标準制定者。

Q:錳鐵锂能量密度跟三元比更高,成本更低,四輪上滲透率?

磷酸鐵锂,磷酸錳鐵锂,三元三種技術路線。錳鐵锂能量密度上跟三元523接近,比鐵锂高10-20%,比高容量三元容量還是要低一點。應用上,今年五菱宏光,M3,賣的好的都是鐵锂款的。未來一方面是錳鐵锂替代鐵锂,會大規模的單獨使用。整車企業也知道,幹掉汽油車一定要用高成本效益的車,錳鐵锂能量密度更高且價格隻高5-6%,因為成本效益上會替代磷酸鐵锂。另外一種方式是跟三元配合使用,高端車型還是會繼續用三元,但三元裡面比較低端的一部分,可以兩種配合起來做。滲透率還在前期,方向已經非常明确了。大的計劃都是針對四輪車,認證周期長,未來一年之内就能看到比較大的整車車型應用錳鐵锂的出現。高端車型上主體還是三元811和622為主,就像鈉電池也不是純的,鈉離子配合锂離子一起,混搭的。不是完全替代三元。

Q:成本比811低一些,在四輪車高端車型上會替代三元技術嗎?

材料角度容量已經達到瓶頸了,主機廠主要是結構上做改進。跟三元不是競争而是偏合作,而是跟磷酸鐵锂這塊競争更激烈一點。

Q:現有磷酸鐵锂産線轉磷酸錳鐵锂産線需要哪些改動?

第一多了一款原材料,配料配方配比都要變,配料體系都要變。固相還是水熱法,水熱法整個材料都需要改,直接轉産難度大,最好還是建立産線。

Q:生産工藝壁壘?

鐵锂技術工藝路線改進很小了,錳鐵锂沒有統一标準,能生産産品且見到樣品的,一個手數的過來。材料工藝都不統一,現在很難說誰定标準。

Q:對負極等其他材料影響?

目前我們影響的角度來講,都不用變。

Q:錳會不會稀缺?

錳很多,跟鐵相似。

Q:國内磷酸錳鐵锂客戶認證比較情況?

錳鐵锂可能做出來的不超過5家,送過樣的不超過3家,我們是能量産産品比較快的,我們訂下标準後,其他家想進來需要通過我們的标準。

Q:混合還是替代?

混合是方向,是好的切入方法。純的大規模應用是未來路徑,也是我們跟巨頭合作的原因。

Q:錳容出問題導緻失效

特斯拉委托諾獎團隊做了課題,對各種路徑做了分析和熱穩定性實驗,錳鐵锂熱穩定性很好。

Q:高壓實?

達到高壓實會很快,現在密度2.3-2.4,每一家不太一樣。有些隻能做到2.1-2.2,2.6往上高壓實以後,壓死以後,锂離子進出很困難,對電池來說沒意義了,2.4-2.5就差不多了,再往上意義不大,如果鐵锂能做到2.6,錳鐵锂也可以,兩者結構是一樣的。

Q:能量密度和電池企業?

能量密度上目前比磷酸鐵锂高15%,錳的高電壓決定了,價格高5-6%。老線過千,22年能做到1萬,明年到萬噸産能。隻能說目前萬噸級别已經有規劃了,具體幾萬要看主機廠的要求了。萬噸産線新投資額跟鐵锂一條線不會差太遠。

Q:工藝?

不是純水熱也不是純固相。高壓實通過什麼方法做到?簽了保密協定,有好多路徑去做到高壓實,技術角度很明确。

Q:鐵和錳電壓平台不一樣,導緻不同的電壓怎麼解決?

鐵平台低錳高,我們分兩塊,純用和混用,混用時候主要是錳,硬體BMS裡面完全可以用進去,軟體BMS可以算積分,根據電壓進行加載。現有BMS可以直接應用。

錳自己合成前驅體,錳鐵相關。其他家是買原材料,我們是自己合成前驅體,這也是壁壘。

Q:兩輪跟四輪技術差異?

對安全性要求更高,保護系統沒有四輪做的好;四輪對容量還有成本要求高。技術上沒有根本差異,認證周期長是所有材料都需要這麼長。

Q:德方納米要建10萬噸産能,比較一下技術工藝?

德方納米拟建立,裡面多少是針對磷酸錳鐵锂的多少不知道,目前沒看到它家産品,可能跟别的企業有合作。目前我接觸下來主機廠用他家錳鐵锂的沒有。

Q:錳鐵锂對LiFSI這種溫控小材料是不是有替代?

實際去用的情況,錳鐵锂在低溫下面做出來是最好的,比純三元純鐵锂都要好,資料不好透露,實打實的。商業爆發點,兩輪車已經引爆了,四輪車不好預判,還是熱點趨勢,要看下遊客戶能公布時候才能判斷。

Q:錳鐵锂化學式是結合到一起的還是單獨的?

共同生成化學式,晶體裡既有錳也有鐵,鐵和錳的比例可以調節,共生關系。磷酸錳锂技術角度是絕緣體,對技術挑戰性,生産工藝要求高太多了,如果要以十倍成本完成,成本效益不高。技術上可以讨論,但商業上不現實目前。

Q:能量密度提升情況?

錳比鐵高20-30%,錳和鐵比例6:4就能提高15%-20%能量密度,往上性能還有沒有提升空間,機關錳提高4.1和機關鐵對應3.4的差距,是以理論上随着錳越高能量密度越來越高。

Q:錳和鐵的配比?

每家都有好幾種産品,比例是變化的,沒有固定值。

Q:錳國内廠家?

三元也用硫酸錳,三元用哪些錳鐵锂也采用那些家的。環保要求确實高,錳相關公司很多的,不是匮乏的材料,一兩家有問題不影響大局,钴和鎳價格波動大。

Q:液相法or固相法?

液相法能量密度高,固相法成本優勢明顯,沒有絕對好壞,要做到技術和成本結合起來成本效益最高,還要配合下遊需求。

Q:錳鐵锂目前唯一缺點是循環次數不高,未來提升空間?

單體超2000周,鐵锂更高一些。未來提高沒問題,提高到鐵锂差不多是可以的,因為他倆結構是一樣的。三元和錳酸锂差一些,如果對電解液這些中間材料做改變也可以提高,但這個我們暫且不論,隻是對單體做評估來說,錳鐵锂達到靠近鐵锂的循環次數沒問題。

Q:錳鐵锂技術的缺點?

應用廠家還不是很多,市場角度來說産能亟待解決,能量密度不會比三元更高,隻能接近523的水準,壓實隻能跟鐵锂接近,做到3.多以上隻有三元和錳酸锂能做。

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