放点“锰”料!锰含量80%的磷酸锰铁锂材料来了
被视为正极材料重要的升级方向之一的磷酸锰铁锂(LMFP)出现了新的突破。
10月11日,英国初创公司Integrals Power宣布,在磷酸锰铁锂材料的研发方面取得了突破,即材料中的锰含量提升至80%,比容量达到150mAh/g,同时工作电压为4.1V。
为什么Integrals Power会说这是突破性进展呢?一是锰含量需要≥50%,才能提升能量密度。目前市面上的磷酸锰铁锂材料的锰含量为50-70%之间;二是磷酸铁锂材料的电压为3.45V,而Integrals Power的LMFP为4.1V,大幅提高了能量密度。
虽然这目前是研究水平,但Integrals Power称,这一进步可能会使电动汽车的续航里程增加高达20%,或者在保持相同续航里程的同时减小电池组的尺寸和重量。
Integrals Power还表示,目前已完成对纽扣电池的第三方测试,很快将可供电池供应商、电池制造商和原始设备制造商进行评估和基准测试。
Integrals Power:LMFP电池技术的突破
此外,值得一提的是,Integrals Power正在其英国工厂生产这些高性能LMFP材料以及其专有的LFP化学材料。报道称,该工厂原材料均来自欧洲和北美供应商,为主导全球市场的中国制造的正极材料提供了具有竞争力的替代品。
这是国外企业的重要进展,国内同样也有企业“亮剑”磷酸锰铁锂产品。
瑞浦兰钧LMFP电芯技术亮相
经过几年的潜心研发后,瑞浦兰钧的磷酸锰铁锂电芯终于正式“现身”。
当地时间10月14日,在第90届巴黎车展上,瑞浦兰钧全球首发磷酸锰铁锂电芯技术,并向全球客户展示了GREEN CTP电池包和GREEN BANK插混车型专用电池包。
据悉,瑞浦兰钧推出的LMFP电池综合了LFP电池和NCM电池的优势性能,叠加独创的Wending?技术后,能量密度、循环寿命、低温性能、快充性能、安全性能等进一步提升。
在能量密度方面,在Wending?技术加持下,电芯极耳冗余“清零”,整体内部空间利用率提升3-5%,微观固液界面的改善使得锂离子传输速率提升30%,电芯体积能量密度高达430-520Wh/L,可助力纯电乘用车续航里程可达到700km以上。
在安全性方面,通过材料和电化学体系迭代升级,瑞浦兰钧的LMFP电芯阻抗降低16%,减少电芯多余热量产生,并可在通过针刺测试,无热蔓延。
在低温性能方面,采用先进的双高极片设计,通过微观固液界面的改善,可以把极片中和极片间的锂离子传输速率提升30%,保证-30℃下放电容量保持率仍能达到80%以上。
在快充能力方面,LMFP电压平台与三元电池接近,提高充电效率,可实现10-80%SOC小于18min的快充能力。
图/瑞浦兰钧
产业链“加速跑”
“磷酸锰铁锂由磷酸铁锂和磷酸锰锂相结合而形成,充分结合了两者的优点,具有橄榄石型结构;磷酸锰锂具有高电压平台、高能量密度的优势,弥补了磷酸铁锂的不足;由于铁和锰原子的半径相近,可实现任意比例互溶,从而可创造出磷酸锰铁锂。”龙蟠科技研究院院长史莹飞曾在采访中表示。
与三元材料相比,磷酸锰铁锂稳定性更高,且避免了贵金属镍和钴的使用,显著降低成本。
广汽埃安电池研发部总监李进曾在行业大会上公开表示:对于新能源动力电池技术路线,相比磷酸铁锂体系,磷酸锰铁锂与尖晶石镍锰酸锂等高锰正极体系平台电压高、能量密度高,单位电量耗锂量更低,理论成本更低,未来有望替代部分磷酸铁锂电池。
因此,磷酸锰铁锂被材料企业和电池企业寄予厚望,甚至被认为是走向固态电池的可行性极强的过渡方案。目前无论是动力电池企业,还是上游材料生产商,亦或是整车厂,都在“抢滩”磷酸锰铁锂。尤其是自去年开始“加速跑”,产业链企业的布局、生产持续提速,今年逐渐进入应用兑现期。
电池企业中,宁德时代领先,推出M3P锰铁锂电池,目前已在已售车型智界S7上装车。今年1月还公布了一项关于磷酸锰铁锂电池技术的国际专利。
星恒电源也很是积极,其于今年9月份推出了“单晶锰酸锂+磷酸锰铁锂”的双核材料和多款锰基锂电池。
材料企业中,铁锂厂商产能一般为锰铁锂与铁锂共线,目前德方纳米、容百科技、湖南裕能等领先。
容百科技8月表示,其磷酸锰铁锂出货达到2023全年出货总量,同比增长166%。一代EV产品掺混三元方案在客户端锁定规格并实现首批量产,同时,磷酸锰铁锂纯用方案完成头部客户定点。旗下斯科兰德目前年产能已达到1.1万吨。
德方纳米4月提到,已建成11万吨磷酸锰铁锂产能,并已实现商业化应用,开始批量供应装车,出货量根据客户需求节奏逐渐增加。
湖南裕能在10月17日表示,公司与头部电池厂保持了紧密的研发合作,目前是唯一一家能满足该头部电池厂即将量产的纯用项目要求的磷酸锰铁锂生产企业,技术壁垒高。
虽然产业链集体“押注”,且进程在逐渐加快,但要攻破电导率低+压实密度低+循环寿命低等难题,实现性能和成本的平衡后,磷酸铁锰锂材料才能谈大规模上量。而且,更关键的是,有业内人士认为,“只有实现磷酸锰铁锂纯用(即锰作为单一正极材料),才能更好大规模满足车规级动力及大储能产品要求”。
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