7月20日，A股兩大正極材料廠商容百科技（688005.SH）、當(dāng)升科技（300073.SZ），分別在各自的戰(zhàn)略發(fā)布會上宣布將要進軍磷酸錳鐵鋰領(lǐng)域。

(資料圖片僅供參考)

7月21日，特斯拉在Q2業(yè)績交流會期間表示，未來動力電池將有三分之二使用鐵鋰或錳鐵鋰電池。

隨后7月22日，寧德時代（300750.SZ）在動力電池大會中表示，M3P電池已開始量產(chǎn)，搭載該電池的特斯拉Model Y將于明年初上市，而M3P電池使用的磷酸錳鐵鋰材料，將由德方納米（300769.SZ）供應(yīng)。

鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈巨頭爭相布局磷酸錳鐵鋰的消息，也使得A股產(chǎn)業(yè)鏈公司如豐元股份（002805.SZ）、湘潭電化（002125.SZ）等，于近2個月內(nèi)拿下區(qū)間最高翻倍的股價漲幅。

那磷酸錳鐵鋰這個細(xì)分賽道到底擁有哪些優(yōu)勢？究竟有多大的想象空間能夠吸引巨頭紛紛入局呢？

01

LMFP：“升級版”磷酸鐵鋰

從字面來看，磷酸錳鐵鋰（LMFP）跟去年爆紅的磷酸鐵鋰非常相似，有“升級版”的意味。所以在研究LMFP之前，有必要回顧一下磷酸鐵鋰的爆紅。

動力電池是新能源車的“心臟”，占整車總成本將近40%，而正極材料又占到整個動力電池成本的35%左右。

相較于三元電池，磷酸鐵鋰雖然能量密度和續(xù)航里程較低，但由于沒有鎳、鈷等原材料，所以成本優(yōu)勢、安全性好、使用壽命長。

這些優(yōu)勢，使磷酸鐵鋰在公交車、卡車、貨車等空間更大的商用車領(lǐng)域，實現(xiàn)了裝機量大增，也更符合B端客戶追求經(jīng)濟實惠的需求。

但回溯2020年9月，磷酸鐵鋰電池在客車和純電專用車的滲透率分別達99%和91%，市場空間幾乎飽和。這導(dǎo)致磷酸鐵鋰單噸價格跌至3.2萬元/每噸，創(chuàng)歷史新低。

原本被市場認(rèn)為會一路走低的磷酸鐵鋰，卻在2021年5月實現(xiàn)了單價5.1萬元的反彈。

主要原因是，在新能源商用車領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)的磷酸鐵鋰電池，憑借著電池包結(jié)構(gòu)件創(chuàng)新、成本低廉、安全性優(yōu)異等因素，重新殺回乘用車市場，借助爆款車型，實現(xiàn)了裝機量上漲。

彼時新能源車的滲透率，在不同級別乘用車市場差異很大。A0、A、B、C級新能源車的滲透率分別只有3.7%、3.3%、8.2%、4.5%；但在A00級領(lǐng)域，卻高達96.9%。

A00級乘用車指的是軸距在2—2.2米之間、續(xù)航小于400公里，一般可以坐下4個人以內(nèi)的車型。比如五菱宏光mini EV、歐拉黑貓等，市場對這部分車的定位就是“代步車”，銷售對象也以上班白領(lǐng)為主。

A00級車之所以火，是因為北上廣這些城市的上班族，日常通勤距離大概10公里左右，一線城市的日常通勤距離也都超過5公里。

市場觀點有認(rèn)為，2021年受通脹的影響，鋰電池上游資源品漲幅巨大，侵蝕下游車企的利潤空間，所以車企相繼把目光投向了磷酸鐵鋰電池，并且匹配了不同的消費場景。

比如把用車需求和EV車的續(xù)航里程結(jié)合一起，車企將對同一車型配置不同需求的電池，比如400公里以下的采用磷酸鐵鋰電池；400—600公里的采用磷酸鐵鋰+CTP電池包，或三元NCM523。

除了汽車，磷酸鐵鋰電池還會替代鉛酸電池，在兩輪電動車等領(lǐng)域發(fā)力。盡管磷酸鐵鋰電池價格是鉛酸的2倍，但在能量密度和循環(huán)壽命表現(xiàn)上，都高出后者4倍，單次循環(huán)使用成本遠低于鉛酸。

但是，近幾年磷酸鐵鋰電池能量密度提升迅速已接近極限。

根據(jù)工信網(wǎng)發(fā)布的新能源推廣應(yīng)用推薦車型目錄，2022年搭載磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)的最大能量密度為161.27Wh/kg。

這一數(shù)據(jù)已經(jīng)比2010款比亞迪E6LFP電池90Wh/kg的能量密度提升很大，但這一最大值，近兩年幾乎沒有變化。在這樣的情況下，LMFP也就是磷酸錳鐵鋰，成為了市場追逐的新路線。

顧名思義，LMFP是在磷酸鐵鋰基礎(chǔ)上摻雜一定比例錳而形成的新型磷酸鹽鋰電正極材料，以錳鐵固溶體形式存在而非簡單的物理混合。

不同于三元材料的“層狀結(jié)構(gòu)”、中間有過渡金屬來保證鋰離子的脫嵌，LMFP和磷酸鐵鋰同樣是橄欖石結(jié)構(gòu)，鋰離子在一維的脫嵌模式下獲得更高穩(wěn)定性。

根據(jù)動力電池的能量密度公式來看，能量密度=電壓平臺*電壓平臺÷體積，所以在動力電池體積一定時，能量密度只能依靠材料的克容量和電壓平臺提升來增加。

LMP也就是磷酸錳鐵鋰，由于摻入了錳離子，將磷酸鐵鋰3.4V的電壓平臺提升到了4.1V。相同設(shè)計狀況下，LMFP的能量密度較磷酸鐵鋰增加15%—20%，這個能量密度接近三元5系產(chǎn)品。

錳非稀有金屬，全球錳礦資源非常豐富。只要控制好雜質(zhì)，硫酸錳和氧化錳都是可以選擇的錳元素提取路線，因此，LMFP的發(fā)展符合動力電池能量密度的要求，且兼顧經(jīng)濟性。

LMFP雖然繼承了磷酸鐵鋰低成本、高熱穩(wěn)定性和高安全性等優(yōu)點，彌補了能量密度低、低溫穩(wěn)定性較差等缺點，但LMFP也存在導(dǎo)電性能、倍率性能以及循環(huán)性能較差等問題。

LMFP充放電存在兩個電壓平臺。錳、鐵的充放電電壓不同，鐵的電壓平臺低于錳，對應(yīng)錳與鐵的氧化還原，電壓切換，會導(dǎo)致后期電池BMS難管理。

目前業(yè)內(nèi)的解決方案是，通過導(dǎo)電物包覆、提高錳比例、以及通過LMFP與三元材料復(fù)合來解決這些問題。

這就是LMFP比磷酸鐵鋰更高的技術(shù)天花板所在，也成為了產(chǎn)業(yè)鏈巨頭爭相布局的原因。

02

收購是最優(yōu)解

LMFP是未來動力電池正極市場不可或缺的一種材料路線，隨之而來的問題是，用什么方式參與其中？

作為兩大三元正極龍頭，容百科技與當(dāng)升科技均采用了非自研方式入局——前者收購，后者參股。原因就是，除上文闡述的結(jié)構(gòu)不同之外，LMFP也有生產(chǎn)端的制備技術(shù)壁壘。

LMFP與磷酸鐵鋰的生產(chǎn)工藝有所不同。雖然LMFP與磷酸鐵鋰僅在前驅(qū)體制備、燒結(jié)溫度及工藝有所差異，但錳鐵需要形成均一的固溶體才能生產(chǎn)出品質(zhì)較高的錳鐵鋰，制備方法有很高的技術(shù)壁壘。

目前制備方法主要分為固相法和液相法兩種。其中，固相法通常以氫氧化鋰或碳酸鋰作為鋰源，以磷酸二氫銨作為碳酸根的主要來源。

錳源主要有磷酸錳或硫酸錳，將原材料球磨混合均勻后干燥，然后在惰性氣體保護的管式爐中，以某一升溫速率在一定溫度下煅燒，獲得預(yù)期尺寸形貌。

液相法用可溶性錳鹽作為錳源，包括共沉淀、溶膠-凝膠法、溶劑熱法等。雖然固相法工藝相對簡單，但液相法現(xiàn)階段成熟度高，兩種模式也都在業(yè)內(nèi)進行過商業(yè)化探討。

正極材料龍頭企業(yè)之以收購的方式入局，有許多考慮。

首先是投資額的問題。

根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研顯示，年產(chǎn)1萬噸LMFP，半固半液法生產(chǎn)所需投資約為1.8億元-2億元，另一方面可參考的是，根據(jù)德方納米投資項目公告，液相法生產(chǎn)所需投資約為2億元-2.4億元。

按照德方納米規(guī)劃44萬噸產(chǎn)能所需投資額，正極材料商面臨的資金壓力著實不小，收購便是最直接的方法。

其次，LMFP制備成功并量產(chǎn)后，客戶的驗證周期也非常長的。

根據(jù)天津斯科蘭德（容百科技收購LMFP標(biāo)的）總經(jīng)理在7月20日戰(zhàn)略發(fā)布會上的介紹，公司LMFP產(chǎn)品用了近4年時間，才最終實現(xiàn)了動力電池TOP10廠商的客戶全覆蓋，少則百公斤級供貨，多則噸級供貨。

其中，有3家在A樣驗證階段。已經(jīng)進入B樣到C樣驗證的產(chǎn)品，會在明年3月份小規(guī)模量產(chǎn)，預(yù)期共計5000噸投產(chǎn)。

更重要的是，百公斤級和噸級出貨是不一樣的，車企對于安全性及一致性的要求極高，這就使得正極材料龍頭公司選擇收購或參股方式入局，省去時間成本。

最后，就是可用已有的三元材料優(yōu)勢，結(jié)合LMFP做復(fù)配，從而達到協(xié)同效應(yīng)。

由于三元材料與錳鐵鋰材料電壓平臺接近，復(fù)合后不存在雙電壓平臺問題，當(dāng)錳鐵比合理時，LMFP需要與三元材料復(fù)合解決雙電壓和三元安全性等問題。

根據(jù)資料及專利技術(shù)顯示，部分錳鐵比為6:4、摻混30％以上LMFP的三元復(fù)合材料，可以通過所有安全性能測試。

這說明摻混后的復(fù)合材料的安全性能有顯著提升，而且前驅(qū)體之外的LMFP后段制備，也可以用三元設(shè)備去做。

因此，收購或參股布局LMFP，也是兩大高鎳三元龍頭向多元化正極材料供應(yīng)商轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵一步。

03

正極龍頭爭搶

同樣都是入局LMFP，兩家正極材料巨頭還是有不少區(qū)別。首先在方式上，當(dāng)升選擇的是自研+參股，這種節(jié)約并購費用的方式，也幫助公司完成了產(chǎn)品研發(fā)，并進入客戶驗證期。

而容百科技則選擇花費近4億元收購天津斯科蘭德70%股權(quán)，拿下其已有5000噸產(chǎn)能、預(yù)期即將投產(chǎn)的5000噸產(chǎn)能及所有知識產(chǎn)權(quán)、無形資產(chǎn)。

技術(shù)路線方面，當(dāng)升采用共沉淀法；而被容百收購的斯科蘭德則采用固相法（包括斯科蘭德介紹的特殊火法工藝），下一代將轉(zhuǎn)向固液一體化。

產(chǎn)品路徑方面，當(dāng)升主要是單用LMFP領(lǐng)域的產(chǎn)品LMFP-6M1，錳含量高達65%，比容量達到155mAh/g，且可以與目前的磷酸鐵鋰產(chǎn)線共用，減少了新建產(chǎn)線的投入。

而容百的四款產(chǎn)品均是與高鎳三元混摻，對錳鐵鋰與8系進行復(fù)配，錳鐵鋰比例分別在5%-95%不等。

德方納米此前的公告顯示，LMFP與三元的復(fù)配路線，大致是一種核殼結(jié)構(gòu)的磷酸錳鐵鋰基復(fù)合材料。

三元材料作為外殼，包覆在磷酸錳鐵鋰外面，以提高LMFP 內(nèi)部電子導(dǎo)電性，使鋰離子遷移速度加快，材料導(dǎo)電性、低溫性能和倍率性能也隨之得以提高。

雖然兩家三元龍頭在入局方式、技術(shù)路線、產(chǎn)品規(guī)劃上都略有不同，但本質(zhì)上都是非?？春肔MFP在動力電池正極材料領(lǐng)域的廣闊市場，也想借此機會從高鎳三元龍頭廠商向多元化正極材料供應(yīng)平臺轉(zhuǎn)型。

但最終誰能拿下更多市場份額，以鞏固地位，終究還是要交給市場和商業(yè)化進程給出答案。

與此同時，LMFP領(lǐng)域仍然面臨傳統(tǒng)磷酸鐵鋰廠商的競爭壓力。上文中也說過，制備方式基本相同等優(yōu)勢，也讓磷酸鐵鋰廠商轉(zhuǎn)型有了先發(fā)地位。

LMFP與磷酸鐵鋰最大區(qū)別是有錳，無法簡單加工。因為鐵鋰是半導(dǎo)體，加點碳就可以制備，但錳鐵鋰是絕緣體，顆粒大小導(dǎo)致加工技術(shù)路線很難。

另外，由于LMFP多了一款原材料，生產(chǎn)的配方配比、配料體系都要改變，后續(xù)如果選擇水熱法，那么整個材料都需要改，這些因素就導(dǎo)致磷酸鐵鋰廠商直接轉(zhuǎn)產(chǎn)LMFP難度很大。因此，最好的方式還是新建產(chǎn)線。

這就涉及一個問題——傳統(tǒng)磷酸鐵鋰廠商會冒著失去已有龍頭地位的前提下，在LMFP賽道上All in嗎？

04

驗證后放量在即

既然整車廠、電池廠、國內(nèi)兩大正極材料龍頭公司都爭相布局LMFP，業(yè)內(nèi)自然也就對后續(xù)LMFP的市場空間充滿期待。

LMFP可為電池提供更長的續(xù)航和生命周期，在兩輪車市場已獲驗證。比如天能股份（ 688819.SH）的LMFP電池已成功應(yīng)用在小牛最新款F0系列電動車，主要采用LMFP+NCM+LMO正極復(fù)合材料。

其次，電車市場放量或?qū)⒓铀佟I(yè)內(nèi)預(yù)計明年上半年國內(nèi)車企開始進行LMFP電池裝車。目前三元與磷酸錳鐵鋰中度摻混方案已量產(chǎn)，上半年裝車預(yù)計是國內(nèi)中型體量車企，預(yù)計下半年逐步起量。

未來的技術(shù)方向是摻混比例逐漸提升。重度摻混需要BMS深度參與，純錳鐵鋰還需進一步攻關(guān)。而海外目前主要以開發(fā)為主，暫無明確量產(chǎn)計劃。

但正如文章開篇提及，特斯拉在Q2業(yè)績交流會期間明確表示，未來動力電池2/3將使用鐵鋰或錳鐵鋰電池。

業(yè)內(nèi)主流觀點認(rèn)為，LMFP在兩輪車市場推進速度較快，預(yù)計2025年滲透率將達到70%。同時LMFP在新能源汽車市場也有較好的應(yīng)用空間，預(yù)計2025年也將有30%滲透率。

假設(shè)單GWh鐵鋰的正極材料耗用0.25萬噸，以此估計，到2025年LMFP的市場需求達50.37萬噸。按照單噸6萬元測算的話，這將是一個未來市場空間300億的正極材料。

最終龍頭花落誰家，正如前文所述，產(chǎn)品的商業(yè)化程度以及客戶認(rèn)可度，將是搶占市場的核心關(guān)鍵。

標(biāo)簽： 能量密度 鐵鋰電池 復(fù)合材料