磷酸鐵錳鋰近期在鋰電池行業內迅速升溫,主要原因是比亞迪王傳福在公開場合表示公司未來的主要發展路徑之一將是磷酸鐵錳鋰路線。磷酸鐵錳鋰相對原先額磷酸鐵鋰,放電平臺的電壓由3.4V上升到4.1V,能量密度提升21%,生產技術與磷酸鐵鋰類似,原材料成本又較為低廉。可能成為未來的一個較好的選擇。

磷酸鐵錳鋰的壓實密度(2.3)低于三元材料(3.4),因此從電池的最終能量密度指標來看,磷酸鐵錳鋰仍然遜于三元材料,但是可與三元材料混用復配,一方面增加電池的安全性,另一方面又能夠達到較高的能量密度,可能是未來的重要發展方向。

磷酸鐵錳鋰的優點突出:一是方便電池管理。磷酸錳鐵鋰材料相對于Li+/Li的電極電勢為4.1V,同時磷酸錳鐵鋰有兩個電壓平臺,高電壓平臺可以提高電池的電壓,低的電壓平臺可以很好的判斷電池的剩余容量,為電池容量管理提供了一個簡單的方案。二是高循環性能,同三元材料500次循環壽命相比,磷酸錳鐵鋰的循環壽命為2000次。三是高體積密度。小顆粒的磷酸錳鐵鋰可以填充到大顆粒三元材料的空隙中,提高正極材料的體密度。同時相比一代磷酸鐵鋰材料有20%的能量密度提高。四是高安全性。

磷酸錳鐵鋰保留了磷酸鹽正極材料的熱穩定性,大大提高動力電池的安全性。五是低成本,由于磷酸錳鐵鋰資源價格比較低,規模化生產后可以使正極材料成本下降30%。最后是低溫性能優異,納米化磷酸錳鐵鋰材料,-20度放電容量可以達到常溫放電容量的80%。

磷酸鐵錳鋰對于電解液提出更高要求。因為磷酸鐵錳鋰的電壓為4.1V,需要專門針對磷酸鐵錳鋰開發特種電解液,既要耐高壓,又要抑制Mn的溶解,還要兼顧低溫性能,難度較大。

目前國際上也還沒有具備磷酸鐵錳鋰規模化生產能力的企業,只有Phostech和大阪水泥實現了中試性小批量生產。