【行业】新能源锂电池-磷酸锰铁锂性能优成本低(22页)

正极材料是决定锂电池性能的关键材料之一,占整个锂电池制造成本超过 50%。三元和磷酸铁锂是目前的主流正极材料,受益于 CTP 技术的发展,磷酸铁锂凭借循环寿命长,安全性能高以及成本低等优势不断提高市占比例,国内磷酸铁锂装机量占比从 2019年的 33%提升到 2022 年的 55%,进一步抢占三元中镍市场空间。

LMFP 安全性能优于三元材料,能量密度高于 LFP,成本优势明显。LMFP 被认为是磷酸铁锂的升级版,是在磷酸铁锂基础上掺杂大量锰元素得到的新型正极材料。晶体结构与 LFP 相似,具有化学性质稳定,安全性能优异的优点。掺杂的锰元素提高了材料的充电电压,将磷酸锰铁锂正极材料的充电电压由磷酸铁锂的 3.4V 提升至 4.1V,使得电池能量密度理论提升 15-20%,进一步扩大续航范围。因此 LMFP 相比三元材料安全性更高,相比 LFP 能量密度更高。另外由于对稀有金属依赖度低,能与 LFP 共线生产,成本优势明显。

LMFP 倍率性能差,循环寿命短。由于橄榄石晶体结构的电子电导率较差,材料反应活性不高,低温性能不佳。另外,磷酸锰铁锂存在独特的锰析出问题,正极的锰元素变价发生 Jahn-teller 效应,锰离子溶出,导致电池极化增大;溶解到电解液中的锰元素会沉积在负极表面,破坏 SEI 层结构,造成容量损失,循环性变差。

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