關于磷酸鐵錳鋰未來的猜想

    鋰電世界  近日，比亞迪董事局主席王傳福在接受采訪時表示，比亞迪最新研究出的磷酸鐵錳鋰電池，可將能量密度提高60%以上，接近三元材料的水平。緊接著，比亞迪董秘吳經勝就對外宣稱，該款電池計劃于明年實現量產，將主要應用于比亞迪的自產車輛。

    此消息一出，立即在行業內引發了廣泛關注，對于比亞迪的這一技術路線，業內褒貶不一。

    突破瓶頸 未來光明

    據比亞迪相關負責人介紹，針對于磷酸鐵鋰的能量密度瓶頸，比亞迪一直在進行新電池、新材料的技術研發。顯然，磷酸鐵錳鋰即是其未來的一個發展方向。所謂的磷酸鐵錳鋰，是在磷酸鐵鋰路線下的一種改進型材料，用王傳福的話說就是“在傳統磷酸鐵鋰材料里面添加錳元素”。

    相關資料顯示，磷酸錳鋰理論容量與磷酸鐵鋰相同，為170mAh/g，但是它相對于Li+/Li的電極電勢為4.1V，遠高于磷酸鐵鋰的3.4V，且位于有機電解液體系的穩定電化學窗口。4.1V的高電位使得磷酸錳鋰具有潛在的高能量密度的優點，這也是它相對于磷酸鐵鋰的最大優勢。

    “如果磷酸錳鋰的實際容量發揮到與磷酸鐵鋰相同的程度，其能量密度將比磷酸鐵鋰提高35%，與電壓相當的錳酸鋰相比，其能量密度也可以提高20%以上。”天津斯特蘭副總經理李積剛介紹，其可以解決長期以來磷酸鐵鋰面臨的技術瓶頸，一旦實現真正產業化，將會產生巨大的應用前景。

    2014年開始，宏瀨科技打算與美國陶氏化學在國內尋找合作企業，目的就在于打算磷酸鐵錳鋰材料的規模化量產。

    這些看好磷酸鐵錳鋰的企業認為，作為磷酸鐵鋰的升級材料，磷酸鐵錳鋰既可以解決磷酸鐵鋰的能量密度瓶頸，同時還可以解決三元材料價格成本高昂的現實難題。

    性能所限 前景渺茫

    與看好磷酸鐵錳鋰未來發展的支持者相比，質疑和反對的聲音明顯更為強烈。一些國內外的業內人士普遍認為，比亞迪磷酸鐵錳鋰電池明年量產的可能性也并不現實。

    “磷酸鐵錳鋰對于比亞迪而言作為一種技術儲備無可厚非，但如果真正的大批量應用到動力電池上，短期內并不容易。”對于比亞迪磷酸鐵錳鋰電池的傳聞，李積剛深表質疑。

    首先，從材料的生產就還面臨合成困難的問題，一位國際知名正極材料企業技術負責人表示，目前，即便是在國際上也還沒有具備磷酸鐵錳鋰規模化生產能力的企業，只有Phostech和大阪水泥實現了中試性小批量生產。

    二是其壓實密度和振實密度都比很小，導致最終電池的容量也上不去。理論上磷酸鐵錳鋰的質量能量密度跟NMC差不多，但是NMC的壓實密度比磷酸鐵錳鋰高很多，NMC壓實可以達到3.4，而磷酸鐵錳鋰只能達到2.3，這樣三元電池的體積能量密度還是高不少。

    與此同時，磷酸鐵錳鋰在制成電池時，相應的電解液配套也是問題。

    “磷酸鐵錳鋰的生產目前都很不成熟，電芯這塊就更遠了，電池要充電到4.1V，這對目前的電解液構成了很大的挑戰。這就需要專門針對磷酸鐵錳鋰開發特種電解液，既要耐高壓，又要抑制Mn的溶解，還要兼顧低溫性能，難度可想而知。”

    上述國際知名正極材料企業技術負責人表示并不看好磷酸鐵錳鋰的應用，在他看來，材料和電解液的難題，決定了磷酸鐵錳鋰電池不大可能在2020年前面世。

    “磷酸鐵錳鋰相對于磷酸鐵鋰除了能量密度有一定的提高以外，其他的優勢幾乎就沒有了。”中科院物理研究所研究員黃學杰博士稱，磷酸鐵鋰一旦用上錳，其長壽命、功率特性、倍率特性，低溫性能等已有優勢都會消失掉。因此，在他看來，這種材料未來的使用前景非常渺茫。

    勇于試錯 有待深化

    面對業內此起彼伏的質疑和爭論，山木電池總經理陳明軍有自己的看法：盡管磷酸鐵錳鋰材料目前在產業化和實際應用中還存在一定問題，但這并不能完全否定其是一種有意義的嘗試和探索。

    據比亞迪動力電池事業部負責人介紹，除了磷酸鐵錳鋰之外，比亞迪還在錳酸鋰、三元材料等技術路線上做了長期的積累和探索，這為其未來在新能源汽車領域的發展做了一定的技術儲備。

    “新能源汽車的市場才剛剛啟動，而未來的技術路線也一定會是多元化的方向發展。”陳明軍表示，無論是在技術領域還是在市場模式上，多元化的嘗試都將會有空利于企業未來的戰略發展。

    對于比亞迪的磷酸鐵錳鋰路線的嘗試，高工鋰電產業研究所(GBII)分析認為，在市場到來之前，企業可以通過快速試錯來做充足的技術沉淀，同時可為將來的產業升級迭代做提前準備。

    新能源汽車的發展將會是市場和技術的雙輪驅動，而伴隨著新能源汽車市場拐點臨近，企業的自身技術積累將成為車企之間競爭的重要變量，對于最終的產業格局都將可能產生直接影響。