磷酸錳鐵鋰(LMFP)是一個(gè)令人眼睛為之一亮的新材料。在高鎳三元趨勢(shì)的帶動(dòng)下，有機(jī)會(huì)成為下一代電池正極材料的主流。
2017年三元材料從15萬(wàn)/噸漲到了20萬(wàn)/噸，嚴(yán)重侵蝕電池廠微薄的利潤(rùn)。三元的最重要的原料成本集中在鈷，由于剛果政局的變動(dòng)、需求的增加、生產(chǎn)者的惜售、再加上投資者的炒作，造成2018年的鈷價(jià)蠢蠢欲動(dòng)。
如此，三元再漲價(jià)，我們?cè)趺崔k？
混摻磷酸錳鐵鋰(LMFP)或許是現(xiàn)階段最好的選項(xiàng)之一。LMFP之前一度被產(chǎn)業(yè)認(rèn)為是最具有潛力的正極材料之一，但因量產(chǎn)難度及技術(shù)門坎高，一直未被大量采用。然而時(shí)勢(shì)造英雄，LMFP近年已在量產(chǎn)技術(shù)上取得突破，在今日高鎳三元成為主流的背景下，三元成本持續(xù)高漲，使得LMFP的優(yōu)勢(shì)益發(fā)明顯。
我們以電池廠最重視的成本、安全、壽命指標(biāo)，分析如下：
1.成本
以往三元材料混摻LMFP會(huì)大幅降低能量密度，然而LMFP經(jīng)過(guò)這幾年的改進(jìn)，混摻導(dǎo)致的能量密度損失已大幅改善。對(duì)比三元材料的價(jià)格，一年前LMFP的價(jià)格尤高于三元，如今時(shí)空轉(zhuǎn)換，三元的價(jià)格反高于LMFP達(dá)20%。展望2018年，兩者的差距仍會(huì)持續(xù)擴(kuò)大，如此三元混摻LMFP后的成本反而會(huì)低于純?nèi)牟牧稀?/div>
2.安全
三元+LMFP的作法已被許多電池廠認(rèn)證，三元混摻20%~30%LMFP的復(fù)合材料與純?nèi)牧舷啾?，熱分解溫度提?~10%且放熱量降低40~60%(如圖一所示)，證實(shí)可從材料的本質(zhì)徹底解決三元一直以來(lái)存在的安全問(wèn)題，動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)如今要從523轉(zhuǎn)向安全疑慮更高的622及811，若只靠政策的松綁，終究是不能解決安全的問(wèn)題。此問(wèn)題一日未解，始終會(huì)是一顆未爆彈，SONY、三星的慘痛代價(jià)仍記憶猶新，作為企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者不得不謹(jǐn)慎以對(duì)。
3.壽命
理論上，三元材料的循環(huán)壽命會(huì)隨著鎳含量的增加而逐漸減少。目前高鎳三元的壽命約在1200~1500次，而且還是藉由控制SOC在30%~80%的區(qū)間才能達(dá)到，以致三元高能量密度的優(yōu)點(diǎn)被打折扣。LMFP是具備高循環(huán)壽命特色的橄欖石結(jié)構(gòu)材料，三元混摻LMFP后的循環(huán)壽命，會(huì)依混摻比例的多寡而提升20%~30%以上。
4.其他應(yīng)用
1.為了安全及成本考慮，鋰鐵應(yīng)用于大巴有一定的優(yōu)勢(shì)，然而鋰鐵的性能已接近最大的理論值，很難再有更大的突破。目前LMFP仍有進(jìn)步的空間，因其擁有高電壓(3.9V)的絕佳優(yōu)勢(shì)，若以LMFP為主，混摻少部分的三元，既能保有安全性，其體積能量密度也可輕易高過(guò)鋰鐵20%以上。
2.LMFP+負(fù)極鋰鈦氧(LTO)的組合，以其大容量、高安全、長(zhǎng)壽命的特性，被許多國(guó)外電池廠認(rèn)為是應(yīng)用在能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)(ESS)的最佳選項(xiàng)。
磷酸錳鐵鋰(LMFP)是一個(gè)令人眼睛為之一亮的新材料。在高鎳三元趨勢(shì)的帶動(dòng)下，有機(jī)會(huì)成為下一代電池正極材料的主流。
關(guān)于我們：
中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)(China Industrial Association of Power Sources，縮寫：CIAPS) 是由電池行業(yè)企（事）業(yè)單位自愿組成的全國(guó)性、行業(yè)性、非營(yíng)利性的社會(huì)組織。協(xié)會(huì)成立于1989年12月，現(xiàn)有上千家會(huì)員單位,下設(shè)堿性蓄電池與新型化學(xué)電源分會(huì)、酸性蓄電池分會(huì)、鋰電池分會(huì)、太陽(yáng)能光伏分會(huì)、干電池工作委員會(huì)、電源配件分會(huì)、移動(dòng)電源分會(huì)、儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)、動(dòng)力電池應(yīng)用分會(huì)、電池隔膜分會(huì)和電池回收再利用分會(huì)等十一個(gè)分支機(jī)構(gòu)。
本會(huì)專業(yè)范圍包括：鉛酸蓄電池、鎘鎳蓄電池、氫鎳蓄電池、鋅錳堿錳電池、鋰一次電池、鋰離子電池、太陽(yáng)電池、燃料電池、鋅銀電池、熱電池、超級(jí)電容器、溫差發(fā)電器及其他各種新型電池、電池系統(tǒng)解決方案，以及各類電池用原材料、零配件、生產(chǎn)設(shè)備、測(cè)試儀器和電池管理系統(tǒng)等。
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