锂电新材料行业报告：新一代锂电材料，磷酸锰铁锂（33页）

行业报告下载 2023年01月27日 07:26 管理员

正极材料是决定电池性能的关键因素。锂电池的能量 E 等于平均工作电压与质量(体积)比容量的乘积，即 = ×Q 。因此，提高平均工作电压或者提高材料的质量(体积)比容量，是提高电池的能量密度两条根本途径。当前规模化应用的正极和负极材料均为插层型（Intercalation），石墨负极的容量已接近 370mAh/g，而正极材料容量均小于 300mAh/g，故正极材料是当前锂电池能量密度提升的瓶颈，是影响电池性能的关键因素。目前主流的正极材料是磷酸铁锂和三元。目前广泛应用的正极材料主要有层状、尖晶石和橄榄石三大体系，层状正极材料有钴酸锂、三元材料；尖晶石正极材料有锰酸锂；橄榄石正极材料有磷酸铁锂，其中，钴酸锂和锰酸锂主要应用于消费电子领域，磷酸铁锂和三元材料应用于电动车领域。

从产量上看，磷酸铁锂具有安全性能高、成本低和循环寿命长等优势，但受制于低能量密度主要应用于中低端电车市场，占总产量比重约 60%；而三元材料凭借高能量密度最高，但安全性逊于磷酸铁锂，且价格较高，故主要应用于高端电车市场，占总产量比重约 30%。具有低成本优势。锰金属产量丰富，价格低廉，其材料成本也较低，而主流三元正极材料所需要的镍、钴等金属价格较高，导致三元材料成本较高。对比磷酸铁锂和磷酸锰铁锂来看，我们根据德方纳米公告的数据进行测算，磷酸锰铁锂的单吨原料成本比磷酸铁锂高约 21%，但考虑到磷酸锰铁锂的能量密度较高，磷酸锰铁锂的单 Wh 材料成本与磷酸铁锂基本一致，且远低于三元材料的单 Wh 材料成本。锰铁比对材料性能影响较大。根据研究显示，随着锰铁比的提升，材料的放电中压逐渐提高，但比容量在下降，目前来看，当锰铁比为 4:6 时，实际能量密度相对最高。而对于循环寿命而言，在锰铁比为 5:5 时循环寿命最高。目前业内对锰铁比的最佳值尚未有定论，可根据需求改变比例。