磷酸锰铁锂专题报告( 29 页)

    2022-05-23

磷酸锰铁锂专题报告( 29 页)


目录

一、为什么发展磷酸锰铁锂:老树新枝,本质上为经济性提升.....5

1.1 铁锂路线已接近理论极值...... 5

1.2 磷酸锰铁锂:LFP 能量密度极值下,铁锂破解的新出路...... 5

二、什么是好的磷酸锰铁锂:突破原有桎皓,方可升华....7

2.1LMFP 存在的性能问题:双电压、稳定性、导电率、循环、比容量..... 7

2.1.1 比容量、稳定性以及循环性能问题:Jahn-Teller 效应,Mn3+易溶解,行业正在突破,少数企业已有进展..... 8

2.1.2 双电压平台问题:行业内部分龙头企业已突破....10

2.1.3 导电率低:致低温性能以及倍率性能差,行业内大多数企业采用多元化技术路线已解决.....13

2.2 专利:锰铁锂无通式化合物专利..... 16

三、如何生产出好的磷酸锰铁锂:两种路线,液相法最优...... 18

3.1 两种路线:液相法与半固半液法..... 18

3.2 复合三元生产:各企业技术路线百花齐放...... 20

3.3 降本路线:增加原材料选取范围、工艺改良、回收....22

3.4 投资强度:2 亿左右,略大于铁锂...... 23

四、磷酸锰铁锂的未来在哪里:先两轮,再复合,终章为独立成组....... 23

4.1 商业化路线:两轮电动车→复合三元→独立使用....... 23

4.1.1 两轮电动车:已进终端,放量在即...... 23

4.1.2 复合三元:商业化落地的开始......24

4.1.3 单独使用为终章....24

4.2 龙头布局:宁德时代将推出M3P 电池,德方纳米新建年产44 万吨产能项目....... 24

4.3LMFP 复合材料低温性能好,高寒冷储能大有可为.....24

五、谁能生产出好的磷酸锰铁锂:百舸争流,先发龙头优势显著......25

5.1 正极厂:德方纳米、当升科技、力泰锂能等.......25

5.1.1 德方纳米:液相法优势显著,目前在建产能最大.... 25

5.1.2 力泰锂能:深度绑定宁德,未来有望实现大规模放量.....26

5.2 电池厂:宁德时代、比亚迪、国轩高科...... 27

5.2.1 宁德时代:布局已久,蓄势待发...... 27

5.2.2 比亚迪:铁锂龙头,锰铁锂积极储备.......27

5.2.3 国轩高科:深耕铁锂十余年,注重研发....... 28

图表目录

图表1:LFP 电池系统能量密度变化(Wh/kg) ....5

图表2:NCM 电池系统能量密度变化(Wh/kg) ...... 5

图表3:不同锰铁比的LMFP/C 复合电极材料的XRD 曲线(x=Fe) ...... 5

图表4:NCM523、LFP 以及LMFP 电化学性能对比....6

图表5:2020-2025 年全球新能源汽车销售量/预测(单位:辆,%) ......6

图表6:2015-2022 年碳酸锂(电池级)价格走势(万元/吨) ....6

图表7:2015-2022 年三元材料价格走势(万元/吨) ....... 7

图表8:2017-2022 年磷酸铁锂材料(非纳米级)价格走势(万元/吨) ......7

图表9:LFP 与LFMP 性能对比.....7

图表10:核壳结构与浓度梯度区别....8

图表11:不同/有无核壳结构电化学性能对比.... 8

图表12:各组比容量对比...... 9

图表13:未包覆碳的LMFP 首次充放电曲线.... 9

图表14:包覆碳的LMFP 首次充放电曲线.... 9

图表15:1C 电流密度下不同碳包覆量制备的LMFP 放电循环曲线....... 10

图表16:梯度结构a(碳包覆)/核壳结构b(壳材料为碳)磷酸锰铁锂的扣式

电池充放电循环曲线对比......10

图表17:梯度结构a(碳包覆)/核壳结构b(壳材料为碳)磷酸锰铁锂的扣式电池倍率性能对比.....10

图表18:LMFP 充放电曲线均有两个电压平台(线a) ......11

图表19:不同锰铁比LMFP 电化学性能......11

图表20:不同锰铁比例的LMFP 放电..... 12

图表21:不同锰铁比例的LMFP 在不同倍率下的能量密度(x=Fe) .... 12

图表22:不同锰铁比例的LMFP 的倍率性能(x=Mn) ......12

图表23:不同锰铁比例的LMFP 的循环性能(x=Mn) ......12

图表24:不同实施/对比例电池性能对比..... 13

图表25:不同实施/对比例放电曲线.... 13

图表26:专利实施例安全性能测试结果...... 13

图表27:NCM、LFP 以及LMFP 导电性能参数对比...... 14

图表28:LMFP 与NCM 复合LMFP 性能对比....14

图表29:LiMPO4(M=Mn,Fe)结构示意图.....15

图表30:掺杂镁前后材料结构图对比......15

图表31:掺杂/不掺杂镁首次充放电比容量对比...... 15

图表32:掺杂/不掺杂镁的LMFP 在不同倍率性能下放电容量(mAh/g) ..... 15

图表33:不掺杂镁的LMFP 在不同倍率下放电曲线....... 16

图表34:掺杂镁的LMFP 在不同倍率下放电曲线.......16

图表35:掺杂/不掺杂镁的LMFP 首次充放电曲线......16

图表36:通式化合物专利定义.....17

图表37:部分企业关于磷酸锰铁锂的专利布局....... 17

图表38:锰铁锂生产方法.... 19

图表39:部分企业前段液相法生产LMFP 前驱体.......19

图表40:各公司制备LMFP 前驱体流程图......20

图表41:1-M 与2-C 电化学性能对比......20

图表42:低温放电曲线....21

图表43:充放电曲线....21

图表44:针刺过程电压、温度随时间曲线...... 21

图表45:常温循环性能....21

图表46:电池放电倍率对比.....21

图表47:部分企业复合三元的技术路线...... 22

图表48:不同比例混合电化学性能对比...... 22

图表49:部分企业降本路线.....23

图表50:德方纳米新型磷酸盐系正极材料生产项目投资强度(亿元) ...... 23

图表51:2016-2022 年我国两轮锂电两轮车销量占比及预测(%) ...... 23

图表52:正极材料粒度分布(μm) .... 24

图表53:力泰锂能股权结构(2022) ..... 24

图表54:电化学储能装机量分布(2021) ......25

图表55:全球储能电池出货量及预测(GWh) ...... 25

图表56:LMFP 相关研发项目内容(2021) ...... 26

图表57:研发人员学历情况(2021) ..... 26

图表58:2018-2021 各公司研发支出水平对比(%) .... 26

图表59:2014-2021 年力泰锂能专利申请数量(项) .... 26

图表60:磷酸锰铁锂材料(纳米LMFP 晶粒嵌入立体网状导电体结构的正极材料)的技术性能.... 27

图表61:研发人员学历情况(2021) ..... 27

图表62:宁德时代部分LMFP 相关专利......27

图表63:比亚迪部分LMFP 相关专利..... 28

图表64:2019-2022 年比亚迪动力电池装机量(GWh) ....... 28

图表65:2017-2021Q3 各公司研发支出水平对比(%) ....... 28

图表66:公司新产品荣誉证书.....28


[报告关键词]:   磷酸锰铁锂      
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