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

商洛在线
2023-03-27 20:54:41
来源：澎湃新闻

在近日召开的2022年业绩说明会上，全球动力电池龙头宁德时代董事长兼总经理曾毓群表示，宁德时代的M3P电池预计将于今年量产交付。

曾毓群表示，“大规模应用情况下，M3P电池能够降本增效，低温性能、能量密度优于磷酸铁锂电池，成本优于三元锂电池。具体车型上的应用请见后续发布。”

在过去一年中，宁德时代的M3P电池一直都犹抱琵琶半遮面。从名字上来看(其中M作为锰元素的代号，P代表化学式PO磷酸根)，外界猜测M3P电池就是目前正热的磷酸锰铁锂电池，但在宁德时代看来，又不完全是。

【资料图】

在去年2月的投资者调研活动中，宁德时代首次表示，计划推出新产品M3P电池，但这款产品准确来说不是磷酸锰铁锂电池，电池正极材料中还含有其他金属元素，公司称之为磷酸盐体系的三元锂电池。

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。

千呼万唤始出来

实际上，在技术方面，磷酸锰铁锂电池并非新鲜概念。早在2014年，比亚迪董事长王传福就透露，比亚迪最新研究的磷酸铁锰锂电池，将比传统磷酸铁锂电池在能量密度方面有显著的提升，其电动车续航里程有望大幅增加，成本不增反降。

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。

按照电池正极材料的不同，当下全球主流的动力电池分为三元锂(NCM)电池和磷酸铁锂(LFP)电池，后者凭成本低廉、安全性强等优势，在产量、装车量方面已超三元电池，但磷酸铁锂电池的能量密度已经接近“天花板”。

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)。

磷酸锰铁锂的晶体具有橄榄石型结构，该结构最大的优势是稳定性高，即使在充电过程中锂离子全部脱出，也不会发生结构崩塌，因此安全性能好。

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。

而这或许能够解释，为何磷酸铁锂技术强如比亚迪，在9年前宣布了磷酸锰铁锂的研发消息后，也再也没有传出量产的有关信息。

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。”

据介绍，增强磷酸锰铁锂材料导电性比较通行的办法，包括导电物质包覆、体相离子掺杂、纳米化等改性技术等。据吴凯介绍，“宁德时代研发团队通过长期攻关和大量计算，利用添加不同元素给材料改性的办法，解决了电导率不够的问题。”

申港证券研报分析称，宁德时代的M3P电池可能掺杂镁、锌、铝等金属元素中的两种，在部分铁元素点位上形成替代，从而生成磷酸盐体系的三元材料，以改善充放电容量及循环稳定性。

不过，值得注意的是，根据公开报道，吴凯原本在去年的世界动力电池大会上即宣布M3P电池已经量产，而根据此次董事长曾毓群的最新透露，实际宁德时代M3P电池还没有达到量产的状态。

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。

此外，目前国内电池级硫酸锰的制备难度也比较高，品质、收得率差异大。

总体来看，宁德时代的M3P电池产业化进程正在加快。3月15日晚间，宁德时代的正极材料第一供应商湖南裕能发布公告，拟与宁德时代签署《开发协议》，对新型磷酸铁锂产品进行设计开发，并依据宁德时代的需求生产制造新型磷酸铁锂产品。据业内分析，所谓新型磷酸铁锂产品，也就是M3P材料。

宁德时代能够凭借M3P电池击退比亚迪吗？

可以看到，今年宁德时代推出可谓磷酸铁锂PLUS版的M3P电池，有着特殊的背景。

根据中国汽车动力电池产业创新联盟公布的数据显示，2023年2月，我国动力电池装车量21.9GWh，同比增长60.4%，环比增长36.0%。

其中，三元电池装车量6.7GWh，占总装车量30.6%，同比增长15.0%，环比增长23.7%；磷酸铁锂电池装车量15.2GWh，占总装车量69.3%，同比增长95.3%，环比增长42.2%。磷酸铁锂电池占总装车量的比例已经非常接近70%。

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。

目前，业内主流观点认为，未来磷酸锰铁锂电池在两轮车市场推进速度较快，预计2025年渗透率将达到70%。同时在新能源汽车市场也有较好的应用空间，预计2025年也将有30%渗透率。“磷酸锰铁锂电池技术，各大电池企业中都有相应计划，大规模应用要看实际的效果。”中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会周波表示。

从发布的量产情况来看，目前宁德时代跑在各选手前面。此前业内一直认为磷酸锰铁锂电池适用的电动车型是中低端车型，但宁德时代用CTP3.0麒麟电池技术加持，或许能够将其威力提升一个层级。未来宁德时代能否以 M3P电池(材料创新)+麒麟电池(结构创新)，捍卫其霸主地位，拭目以待。

（文章来源：澎湃新闻）

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