新型儲能是新型電力系統的重要技術和基礎裝備,對支持新能源消納、推動電力綠色轉型、促進能源產業高質量發展、實現雙碳目標具有重要意義。前不久,國家發展改革委、國家能源局印發了《關于加快推動新型儲能發展的指導意見》、《關于進一步推動新型儲能參與電力市場和調度運用的通知》。據此,江蘇省發展改革委印發了《江蘇省“十四五”新型儲能發展實施方案》,2023年將成為加快推進新能源企業新型儲能發展的窗口期和機遇期。

而此前,特斯拉首席執行官馬斯克一直對錳基正極電池抱有濃厚的興趣,他曾表示,錳作為一種新型能源材料具有巨大潛力,特斯拉一直探索欲在電池中使用更多錳材料。隨著近兩年錳鐵鋰產業鏈的迅速發展,儲能行業巨頭紛紛加碼布局儲能端應用,新型錳基正極材料滲透率的提升有望使得鋰電池行業用錳量在2021～2035年間增長超過10倍。

磷酸錳鐵鋰到底“猛”在哪里?

磷酸錳鐵鋰化學式為LiMnxFe1-xPO4(LFMP),即在磷酸鐵鋰的基礎上摻雜一定比例的錳。

在能量密度上,磷酸錳鐵鋰電池優于磷酸鐵鋰電池。磷酸錳鐵鋰比磷酸鐵鋰具有更高的電壓平臺,磷酸錳鐵鋰電池電壓平臺為3.6V,高于磷酸鐵鋰電池的3.2V,理論能量密度有望比磷酸鐵鋰高出20%,能夠一定程度上突破磷酸鐵鋰面臨的能量密度瓶頸。

在低溫性能上,磷酸錳鐵鋰電池能量密度比磷酸鐵鋰電池高15%～20%;在-20℃的環境下,磷酸錳鐵鋰電池的容量保持率可達到近80%,而磷酸鐵鋰電池的容量保持率只能到達60%～70%。同時磷酸錳鐵鋰電池兼顧磷酸錳鐵鋰電池的高安全性,可通過針刺、短路測試,循環壽命可達到3000次。

在材料成本上,無論是錳和鐵都比鎳、鈷更便宜且資源豐富,添加價格較低且可優化電池性能的錳,減少了價格昂貴的鎳、鈷使用,磷酸錳鐵鋰材料成本可比磷酸鐵鋰降低10%,降本效益明顯。隨著磷酸錳鐵鋰電池工藝不斷優化,即將進入大批量生產階段,其制造成本有望進一步降低。

總的來說,磷酸錳鐵鋰電池憑借其良好的安全性、能量密度、循環壽命和成本效益,在動力電池領域中扮演著重要的角色。隨著其性能的不斷改進和應用領域的擴大,磷酸錳鐵鋰電池在未來將繼續得到廣泛的關注和應用。動力電池領域本身具有技術迭代較快的特點,隨著企業創新能力的提升,不斷涌現更具優勢的動力電池新品種既是發展的客觀規律,也是適應產業需求的大勢所趨。

磷酸錳鐵鋰發展新方向

在“十四五”國家重點研發計劃中,“低成本長壽命錳基儲能鋰離子電池”被列為“儲能與智能電網技術”重點專項項目。

隨著磷酸錳鐵鋰工藝的逐步改進和完善,其應用市場逐漸擴大,下游需求提速。預計2025年,磷酸錳鐵鋰的需求量有望達到173.5GWh,磷酸錳鐵鋰正極材料單耗2200噸/GWh,需求量達38.2萬噸,將實現從0到1的快速滲透。

磷酸錳鐵鋰電池在許多領域都有廣泛的應用。其中最為常見的是電動車輛(EV)和混合動力車輛(HEV)市場。由于其安全性、循環壽命和成本效益,磷酸錳鐵鋰電池被廣泛應用于車輛動力系統。此外,LMFP 電池有望在家庭儲能系統、商業和工業儲能系統、城市儲能項目中逐步滲透,摻混比例有望提升。

磷酸錳鐵鋰電池在儲能應用中扮演著重要的角色。借助其高性能、長壽命和安全性等特性,為儲能系統提供可靠的能源存儲解決方案,促進可再生能源的集成和能源的可持續利用。隨著儲能技術的不斷發展,磷酸錳鐵鋰電池在儲能領域中的應用前景將繼續擴大。

布局磷酸錳鐵鋰電池儲能市場

從終端場景來看,除了電動汽車外,儲能企業也在試水磷酸錳鐵鋰材料的應用。記者了解到,新能源巨頭遠東智慧能源股份有限公司(簡稱:遠東股份 股票代碼:600869)旗下的遠東電池于2022年7月正式開啟磷酸錳鐵鋰的研發,是業內首家表示會將其應用到儲能場景的廠商。遠東電池負責人表示:“公司將通過應用小粒徑磷酸錳鐵鋰材料、功能電解液開發、干法捏合極片工藝、LMFP復合正極體系等進一步提升磷酸錳鐵鋰電芯的安全性、性價比、低溫性能、循環性能。”

據有關資料顯示,遠東電池的高壓堆疊式、低壓壁掛式等系列戶儲產品,已持續爆火歐洲等海外用戶側市場;在儲能及產業化項目推進上,遠東電池聚焦工商業儲能、發電側儲能業務的快速落地,建立了從電芯-模組-電池系統-儲能系統的全產業鏈布局,并重點發力電芯方向,布局磷酸錳鐵鋰正向材料儲能端應用,正逐步形成“纜儲一體”戰略格局。

“雙碳”背景下,全球能源結構調整勢在必行,儲能市場前景廣闊。遠東電池將結合自身發展實際,堅持創新儲能技術,持續加強系統性謀劃,加深儲能戰略布局,持續推動新型儲能與錳基正極電池的高質量融合發展。