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今年量产的M3P电池,会成为宁德时代击退比亚迪的杀手锏吗

频道:韩国电影 日期: 来源

去年8月,宁德时代首席科学家吴凯在去年出席2022世界动力电池大会时,进一步解释,“M3P电池可针对续航里程700km左右的中档车型。此前这一续航里程的车型,宁德时代采用的是中镍、低镍三元正极材料方案,相对来说成本更高。结合‘麒麟电池’电池包结构,M3P的新材料也可以满足此类车型的需求。”吴凯说。

宁德时代的相关技术储备也是在同期。2015年,宁德时代公开了“一种锂离子电池正极材料磷酸锰铁锂的制备方法”的专利。2017年,其又公开了“锂离子蓄电池复合正极材料及其制备方法—一种磷酸锰铁锂和石墨烯复合正极材料及其制备方法”的相关专利。

在磷酸铁锂的基础上添加锰元素以提高电压平台,成为关键突破。锰离子(0.083nm)和铁离子(0.078nm)的离子半径接近,可实现任意比例互溶。因此,通过在磷酸铁锂中加入锰元素并调整其与铁的原子数量之比(锰铁比),可以实现高电压平台的同时也规避磷酸锰锂的固有缺陷,此时的产物是磷酸锰铁锂(LiMnxFe1-xPO4,LMFP,其中X是锰铁比)。

据业内人士介绍,“磷酸锰铁锂材料理论容量与磷酸铁锂相同,为170mAh/g;但磷酸锰铁锂相对于Li⁺/Li的电极电势为4.1V,远高于磷酸铁锂的3.4V,且位于有机电解液体系的稳定电化学窗口。4.1V的高电位使得磷酸锰铁锂具有潜在的高能量密度的优点,这是它相对于磷酸铁锂的最大优势。”

理论上,磷酸锰铁锂的实际容量发挥到与磷酸铁锂相同的程度,其能量密度将比磷酸铁锂提高15%—20%。此外,磷酸锰铁锂原料成本低,环境友好,在生产工艺上,其与磷酸铁锂的生产工艺相似,通过高温固相反应法、水热合成法合成,工艺成熟,适合批量生产。因此,在业内人士看来,磷酸锰铁锂在中低端车型拥有广阔的应用前景。

不过,复合在一起的磷酸锰铁锂电池也并非完美无缺。和磷酸铁锂对比,磷酸锰铁锂的缺陷首先是循环寿命较短、充放电能力较差。由于磷酸锰铁锂中锰元素的加入,锰的溶出会导致循环寿命变短,充放电能力和寿命变差。其次,磷酸锰铁锂的低电导率导致其容量难以发挥、且与电解质会发生副反应导致其材料的容量难以发挥。

宁德时代首席科学家吴凯也在去年承认,“行业对M3P材料虽然有多年的研究,但该类材料仍有一些固有问题解决不了,最典型的是电导率不够,导致其在电动汽车领域应用难度很大。”

在业内人士看来,除了电导率的问题,磷酸锰铁锂电池还存在电压表现不稳定的问题。锰、铁的充放电电压不同,铁的电压平台低于锰,对应锰与铁的氧化还原,电压切换,会导致后期电池BMS难管理。国内研究机构真锂研究总裁墨柯也曾表示,磷酸锰铁锂电池最大的问题是是双电压平台,这是产业发展一大痛点。

而在磷酸铁锂电池的装车量上,比亚迪已经连续两个月超越宁德时代居于第一名的位置。2月,比亚迪的磷酸铁锂电池装车量是7.5 GWh,市占率是49.37%,宁德时代是5.2 GWh,市占率是34.19%。比亚迪的市占率比宁德时代高出15个百分点。

凭借在磷酸铁锂电池上的优势,在2月整体的装车量上,比亚迪和宁德时代的市占率差距也缩小至了7.57个百分点,其装车分别为7.5 GWh和9.6GWh。在不少业内人士看来,凭借自家新能源汽车的销量,比亚迪电池自产自用的优势实在是过于明显。宁德时代或借助“锂矿返利计划”这一营销策略,绑定销量的同时,拉车企客户一把,共同抵抗比亚迪不断扩大的版图。但长期而言,宁德时代的地位巩固还是要回归电池技术本身。

关键词:非常杀手