所在位置:首页 >> 行业新闻>> 资讯详情

“锰”然崛起的电池金属

作者:25发布时间:2022-04-01

论带货,新能源汽车领域马斯克绝对能坐上头把交椅,继4680大圆柱的量产之路逐渐步入正轨后,马斯克又展现了对锰基正极电池的兴趣。

前几天,特斯拉CEO马斯克在德国柏林超级工厂开业,当日马斯克表示预计明年电动汽车市场电池生产将会面临着“挑战”,除了芯片短缺的因素以外,电池将在未来两年到三年内成为阻碍特斯拉发展的“限制因素”。

马斯克再次谈到了特斯拉在电池领域上的发展,马斯克在发表演讲时被问到石墨烯电池问题时,马斯克表示,对于制造的石墨烯的复杂性,他对此持有怀疑态度,同时指出特斯拉正在用更多材料制造电池,未来,特斯拉将专注于长续航的镍基化学品以及短续航汽车的磷酸铁!不过随后马斯克还简要评论了锰基材料:“我认为锰电池有潜力!”马斯克日前提及对锰基正极的青睐后,电池用锰引起市场瞩目。随着新型锰基正极材料渗透率提升,2021-2035年间锂电池用锰量将增超10倍,电池用锰原料易出现结构性短缺。而随着市场的发酵,3月30日早盘,锂电池板块走高,其中多只领涨个股与锰基正极材料有关,而锰基材料电池也成为市场关注的焦点,对于这个来得有点“锰”的锂电池正极,究竟有何魅力呢?

在被用于正极材料以前,锰被广泛应用于钢铁、有色冶金、化工、电子、电池、农业、医学等领域。2021年全球锰消费量超过2000万吨,其中95%以上用于钢铁冶金行业,钢铁行业用锰在锰的下游消费中占据绝对主导地位。锰在电池行业的应用包括锌锰电池和锂离子电池正极材料,2021年合计消费占比约2%,其中锂离子电池用锰量占比约0.5%。

而锰这种传统金属命运发生转折同锂电池正极的升级密切相关。如今电化学体系升级以正极为核心,而锰基正极材料在能量密度、原料供应、成本上具备显著优势。锂电正极升级路线中,无钴电池、磷酸锰铁锂电池、富锂锰基都与锰有关。其中,无钴电池长期以来都是三元电池路线的一大升级方向。

锰在锂电正极材料中的应用当前主要以锰酸锂和镍钴锰酸锂(三元材料)为主。含锰正极材料的突出优势是高电压带来的高能量密度,原料供应丰富以及成本低廉,缺点则主要体现在电化学性能较差,循环寿命短等方面。

近年来随着材料改性技术的进步,锰基正极材料的产业化进程加速。其中磷酸锰铁锂作为磷酸铁锂最重要的改进方向之一有望率先等到产业化应用,富锂锰基则受益于其超高的能量密度被认为是继磷酸铁锂和三元材料之后最具前景的动力电池用正极材料。

磷酸锰铁锂电池则是磷酸铁锂电池的重要升级路线,产业化已开始逐渐加速。综合来看,磷酸锰铁锂电池崛起的背后,主要有三大因素:① 其自身的性能优势,磷酸锰铁锂在具备铁锂优势的同时,可提升能量密度20%;② 随着新能源汽车政策补贴退坡幅度加大,磷酸锰铁锂的低成本优势凸显;③ 国内电池和正极厂商也已开始着手储备磷酸锰铁锂升级技术,相关专利数量迅速攀升。

 

至于富锂锰基,在超高的理想能量密度下,其被看作是磷酸铁锂与三元之后,“最具前景”的动力电池用正极材料。然而,由于富锂锰基充放电效率低、倍率性能不好、循环稳定性差,充放电过程中还会出现持续性电压衰退。因此从某种程度上而言,这一技术如今仍处于“理想状态”。

马斯克吹捧锰电池并非临时起意,事实上,早在2020年特斯拉“电池日”上,马斯克就提出一种新型正极材料体系,即正极材料含有“1/3的锰+2/3的镍”。

马斯克还认为,在未来很长一段时间中,特斯拉会专注于长续航汽车的镍基化学品,以及短续航汽车的磷酸铁锂电池。

行业内的研究小组发表了有关高锰电池的论文,论文中提到他们认为高锰电池的能量密度可能比磷酸铁锂电池更高,价格可能比高镍电池更多~

简单理解,马斯克心中的“锰电池”,可能将会是对磷酸铁锂电池的替代,值得一提的是,广发证券曾在研报中指出电池材料有望成为锰行业未来需求的增长点,锰酸锂电池具备取代铅酸电池的潜力,未来正极材料可能普遍采用锰元素从而拉动锰元素的需求!

当然,相对于技术,恐怕市场才是推动锰电池崛起的关键。随着近几年锂、镍等电池原材料价格的一路飙升,使得动力电池成本不断上升,今年各大主流电动车品牌多次提价,成本较低的锰电池自然就成为车企眼中的“香饽饽”。

对于想要获得更多中国市场的特斯拉而言,“锰电池”如果能够成熟,将有助于特斯拉向中低端市场渗透,而从近20年的汽车销售数据看,Ax级车新车销售市场份额超过50%,而这部分市场又是竞争最激烈。从近5年的电动车市场销售数据看,大概率还是延续燃油车的销售惯性,大多数电动车品牌会集中在A级车中厮杀,范围涵盖A00、A0、A级车。

想要获得这部分市场,特斯拉不仅要在渠道上做下沉,更需要有效降低成本,而从三元到磷酸锂再到如今的“锰电池”,马斯克和特斯拉无非是在寻求一种平衡,提供令终端市场消费者满意性能的同时,尽可能降低产品售价,而“锰电池”技术一旦成熟,或许新能源汽车整体价格还能往下走一大截……