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锂电池行业专题：正极材料发展新方向，磷酸锰铁锂迎来发展机会。正极材料成本决定锂离子电池成本，推动降本增效技术发展。锂离 子电池工作核心是锂离子的嵌入和脱嵌，正极材料作为锂离子的来源 成为提高电池性能的关键，而且正极材料成本在锂离子电池各部件中 占比最大，因此正极材料的成本决定着锂离子电池的成本。新能源补 贴政策的退坡、上游金属原材料价格的上升以及终端新能源汽车需求 的增加，推动着降本增效技术的发展。目前，正极材料市场以磷酸铁 锂和三元材料为主流，并在此基础上衍生出磷酸锰铁锂、高镍化三元 材料、富锂锰基材料等。

磷酸锰铁锂有望实现高电压和低成本兼得。与磷酸铁锂相比，磷酸 锰铁锂具备高电压、高能量密度以及更好的低温性能。二者理论容量 均为 170mAh/g，但磷酸铁锂电压平台只有 3.4V，而磷酸锰铁锂可以 达到 4.1V，这使得 LMFP 的能量密度比 LFP 提高 15%。在低温性能方 面，德方纳米各类纳米磷酸铁锂在-20℃下容量保持率约为 67%，而磷 酸锰铁锂可以保持在 71%，在与质量占比 15%的三元材料混合时保持 率甚至可以达到 74%。与三元材料相比，LMFP 具备更低的成本、更 高的循环次数以及更稳定的结构。三元材料中含有稀有贵金属金属原 材料钴和镍，价格昂贵，而 LMFP 中主要元素为锰和铁，市场价格远 低于钴和镍，可以保持较低的成本。另外磷酸锰铁锂的循环寿命高达 2000 次，而三元材料仅在 800 次-2000 次之间，差距较为明显。从结 构来看，具备橄榄石结构的 LMFP 相比层状结构的三元材料更安全、 更稳定。

磷酸锰铁锂缺点催化改性技术发展。LMFP 导电性差、锂离子扩散 速率低、Jahn-Teller 效应使锰析出导致循环寿命衰减、循环稳定性降 低。这些缺点是制约 LMFP 投入市场大规模应用的主要因素，由此催化出一系列改性措施。纳米化、包覆、掺杂及微观形貌调控等措施单 一或协同作用可以针对磷酸铁锰锂的缺点进行性能改良。

供需变动促进磷酸锰铁锂的发展。上游金属原材料钴和镍资源稀缺， 仅分别占全国有色金属矿产的 0.43%、0.01%，供给紧张，价格昂贵， 导致三元材料成本居高不下，此时降本为关键。在保证材料电化学性 能的基础上，通过将 LMFP 与三元材料混用，在结合二者优势的基础 上降低钴和镍的使用量，可以大大降低成本。终端客户对于新能源汽 车性能和价格的需求不断攀升，新能源补贴政策的退坡以及目前主流 市场 LFP 和三元材料无法同时满足低成本和高电压，驱动着正极材料 技术的提升，LMFP 迎来发展机会。

磷酸锰铁锂产业化进程加快。国内正极材料和电池厂商近年来不断 布局 LMFP 相关新技术，专利数量逐年攀升。截至 2022 年 6 月，国家 知识产权局已公告相关专利 240 项，其中比亚迪和国轩高科相关专利 数量稳居前列。同时各厂商也开始布局 LMFP 的产能建设，正极材料 厂商包括德方纳米、当升科技、力泰锂能等公司均已开始开发磷酸锰 铁锂材料，电池厂商宁德时代也开始布局相关投资。

LMFP 应用前景广阔。LMFP 的应用可以与单晶锰酸锂混掺、与三 元混用以及单独使用。目前雅迪和星恒已开发出 LMFP 与单晶锰酸锂 混掺相关系列电池；通过与三元材料混用，其复合材料可以有效提升 比容量、低温性能以及循环寿命，并改善三元材料高成本和低稳定性 的缺点，更好的发挥成本优势；天能生产的磷酸锰铁锂 18650 电池已 成功应用在小牛新款 F0 系列电动二轮车中，其低温性能提升超 25%， 但 LMFP 单独使用仍存在诸多技术难题，比如双电压平台问题以及 Jahn-Teller效应使锰析出等问题。如果成功攻克相比LFP可以提高15% 的能量密度，相比三元材料也会更安全、成本更低。