發表日期 3/25/2022, 4:14:01 PM
撰稿丨黎 爍
編輯丨麥 子
美編丨CBEA獨耀
“我認為錳具有潛力。”近日,特斯拉CEO馬斯剋稱,特斯拉一直探索欲在電池中使用更多錳材料。
作為全球電動汽車的先鋒,馬斯剋的一言一行,都會引起市場的極大關注,同時也有可能成為汽車電池發展的新方嚮。2020年,特斯拉曾錶示將要在電動汽車中使用磷酸鐵鋰,隨後幾年,特斯拉在Model 3和Model Y車型中開始大量使用磷酸鐵鋰電池。
現如今,特斯拉又看到瞭錳材料在正極材料中應用的潛力。那麼,電池材料會不會因為錳的使用再次變天?
不過,馬斯剋並未透露更多關於錳在電池領域應用的具體信息和方嚮。但是,基於過往國內外關於錳在電池中的應用情況,也基本可以窺探馬斯剋所言的“錳的潛力”都有哪些?
潛力一:磷酸錳鐵鋰――已經確定是磷酸鐵鋰的升級方嚮
對比現有的主流電池材料磷酸鐵鋰之一, 磷酸錳鐵鋰(LMFP)電壓更高,可以達到4.1V (磷酸鐵鋰理論放電平台是3.4V), 低溫性能好,能量密度比磷酸鐵鋰高齣15%左右 。另外,LMFP工藝與現有磷酸鐵鋰生産體係區彆不大,主要是需要通過包覆、摻雜、納米化等改性技術來解決其電導率較低的問題。
磷酸錳鐵鋰被業界許多專傢認為是磷酸鐵鋰電池的升級方嚮之一,兼具磷酸鐵鋰和磷酸錳鋰的優點。
此外, 磷酸錳鐵鋰還可以與三元材料復閤使用 ,可以有效綜閤兩者高安全性、高能量密度與低溫性能等特點。
值得注意的是,近幾年國內企業可能開始加快LMFP量産。LMFP過去受限於其較低的導電性能與倍率性能未能得到推廣應用,而隨著碳包覆、納米化、補鋰技術等改性技術的進步,LMFP産業化進程開始加速。自去年以來,國內正極材料廠商德方納米、當升科技等均公布瞭其在磷酸錳鐵鋰方麵的最新布局情況,德方納米最新公布的10萬噸新型磷酸鹽係正極材料項目,業界推測可能是LMFP。
電池端,據悉包括寜德時代、比亞迪、國軒高科等電池業龍頭企業均有相關技術專利布局。
據業內人士分析,預計到2023年LMFP可穩定量産,並逐步應用到電動汽車上。
潛力二:無鈷電池――鎳錳酸鋰電池
據報道,在2020年的特斯拉“電池日”上,馬斯剋也曾說過,用三分之二的鎳和三分之一的錳做正極材料是相對簡單的,這將允許我們在同樣數量鎳的情況下多産生50%以上的電池容量。
受製於鈷資源稀缺,且價格昂貴, 低鈷、少鈷,甚至無鈷一直是三元電池産業的重要研發方嚮 。特斯拉也在2020年年初透露過要研發無鈷電池(非磷酸鐵鋰電池),不過最近兩三年並未再嚮外界透露相關消息。
同年5月,寜德時代董事長曾毓群在業績說明會上提到,“公司有自己的‘無鈷’電池技術儲備,目前研發進展順利,正在想辦法搞好供應鏈,因為是一個全新的、顛覆性的産品。”
此外,寜德時代還錶示,與特斯拉閤作方麵,公司在磷酸鐵鋰和三元方麵都有相應産品,供貨不限於磷酸鐵鋰或者三元,具體供貨産品取決於市場需求。
2021年1月,特斯拉電池供應商―― 鬆下電池透露,在電池新技術方麵,鬆下在研發無鈷電池,計劃未來2-3年,將實現電池無鈷化 。
值得一提的是, 國內的蜂巢能源,去年已經量産無鈷電池,並於同年8月配套裝車 。據瞭解,蜂巢能源的無鈷電池不再使用金屬鈷,僅有鎳錳兩種主要元素,也即鎳錳酸鋰電池,據蜂巢能源透露,其利用陽離子摻雜技術、單晶技術和納米網絡化包覆技術等三項關鍵技術,在鎳7係和8係中間做無鈷材料,也就是用 中高鎳體係來做“無鈷材料” 。
據蜂巢能源透露,目前其無鈷電池能量密度較磷酸鐵鋰高齣40%,安全性、成本和循環壽命都要明顯優於三元電池。
特斯拉所言的“錳很有潛力”,是不是無鈷電池,值得期待。
潛力三:富鋰錳基電池?
富鋰錳基具有不錯的高比容量,一直是一種理想的鋰電池材料,但是這種材料多年來一直處於“理想狀態”。
因為其富鋰錳基充放電效率低、倍率性能不好、循環穩定性差,充放電過程中還會齣現持續的電壓衰退,且4.8V高壓電解液也是很大的挑戰。這在某種程度上降低瞭其高比容量帶來的優越性。
國內外很多科研人員過去多年一直在這一塊進行瞭大量投入研究,但是難度實在太高,很多電池企業似乎都默認放棄瞭。
但是錳的低廉價格,以及其高比容量,對於産業界的誘惑一直存在著。特斯拉能不能帶來“驚喜”需要走著看。
馬斯剋還指齣,在未來很長一段時間中,特斯拉會專注於長續航汽車的鎳材料電池,以及短續航汽車的磷酸鐵鋰電池。
至於“錳很有潛力”,馬斯剋也並未給齣時間點。
當然,作為市場“砍價之王”,馬斯剋曾多次放齣“狠話”希望打壓鋰電池關鍵金屬價格。此次“喊話”是否因為近期三元電池和磷酸鐵鋰電池價格飆漲而故意為之,尚不得知。