追溯人类研究核聚变的历史,为何可控核聚变至今尚未实现?可控核聚 变至今尚未实现,主要是由于技术难度、研究进展的曲折性以及聚变点 火的复杂性等多方面因素...
2025-04-01 18 新能源及电力行业报告
磷酸锰铁锂是磷酸铁锂的升级路线,能量密度提升。磷酸锰铁锂与磷酸铁锂各方面性能较 为接近,安全性相似。同时由于掺入锰离子,磷酸锰铁锂相比磷酸铁锂有较高的高电压平 台,磷酸锰铁锂的电压平台约为 4.1V,而磷酸铁锂 3.4V。因此相同设计状况下磷酸锰铁锂 的能量密度较磷酸铁锂增加 20%。同时磷酸锰铁锂相较磷酸铁锂有更好的低温性能,因此 磷酸锰铁锂有较好的应用场景。 磷酸锰铁锂可与三元材料掺混,相较纯三元材料提升安全性。从安全性来看,NCM 三元材 料为层状结构,结构相对不稳定。磷酸锰铁锂为橄榄石结构,其中 PO4 四面体很稳定,在 充放电过程中可以起到结构支撑的作用,从而使磷酸锰铁锂具有优异的热力学和动力学稳 定性。从能量密度来看,磷酸锰铁锂与 NCM523 相近,缩小了磷酸铁锂与三元材料之间的 差距,可以替换部分低镍三元,或是与三元材料混搭使用提升电池安全性能。磷酸锰铁锂正极原材料不含镍钴等贵金属,成本低于三元。磷酸锰铁锂的制备原料包括锂 源、磷源、锰源、铁源。其中锂源、磷源、铁源与磷酸铁锂制备类似,铁源一般为草酸亚 铁、氧化铁、磷酸铁等,锂源一般为碳酸锂、氢氧化锂、乙酸锂等,磷源一般为磷酸- 二氢铵、磷酸氢二铵等。
在锰源的选择上,包括可溶性锰盐、硫酸锰等。从原材料价格 来看,磷酸锰铁锂所含的金属价格较为便宜,磷酸锰铁锂使用的硫酸亚铁、硫酸锰的价格 仅为 NCM 中硫酸钴、硫酸镍的约十分之一,因此材料成本远低于三元正极,具有成本优势。磷酸锰铁锂电池的单瓦时成本与磷酸铁锂基本持平。虽然磷酸锰铁锂正极的成本高于磷酸 铁锂,但是由于磷酸锰铁锂的能量密度高于磷酸铁锂,其单瓦时成本低于磷酸铁锂、经济 性更佳。我们根据龙头企业可研数据,假设磷酸锰铁锂正极的成本较磷酸铁锂高 25%,通 过加总正极、负极、电解液等不同材料的成本,计算可得磷酸铁锂、磷酸锰铁锂电池的单 瓦时成本分别为 0.59、0.57 元,基本持平。磷酸锰铁锂既可单独作为正极材料,也可与其他材料形成复合材料。磷酸锰铁锂相对三元 具有安全性优势,与磷酸铁锂相比具有能量密度优势,因此具有单独作为正极材料的应用 场景。此外,磷酸锰铁锂亦可与其他锂电池正极材料形成复合材料使用,掺入磷酸锰铁锂 可使得其他锂电池材料具备更佳的安全性能与循环寿命,达到优势互补并一定程度上可以 提升整体性能。同时,磷酸锰铁锂具有价格优势,形成的复合材料相比于单独使用其他锂 电池正极材料能够降低成本。
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