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正極材料成本決定鋰離子電池成本，推動(dòng)降本增效技術(shù)發(fā)展。鋰離子電池工作核心是鋰離子的嵌入和脫嵌，正極材料作為鋰離子的來(lái)源成為提高電池性能的關(guān)鍵，而且正極材料成本在鋰離子電池各部件中占比最大，因此正極材料的成本決定著鋰離子電池的成本。新能源補(bǔ)貼政策的退坡、上游金屬原材料價(jià)格的上升以及終端新能源汽車需求的增加，推動(dòng)著降本增效技術(shù)的發(fā)展。目前，正極材料市場(chǎng)以磷酸鐵鋰和三元材料為主流，并在此基礎(chǔ)上衍生出磷酸錳鐵鋰、高鎳化三元材料、富鋰錳基材料等。

磷酸錳鐵鋰有望實(shí)現(xiàn)高電壓和低成本兼得。與磷酸鐵鋰相比，磷酸錳鐵鋰具備高電壓、高能量密度以及更好的低溫性能。二者理論容量均為170mAh/g，但磷酸鐵鋰電壓平臺(tái)只有3.4V，而磷酸錳鐵鋰可以達(dá)到4.1V，這使得LMFP的能量密度比LFP提高15%。在低溫性能方面，德方納米各類納米磷酸鐵鋰在-20℃下容量保持率約為67%，而磷酸錳鐵鋰可以保持在71%，在與質(zhì)量占比15%的三元材料混合時(shí)保持率甚至可以達(dá)到74%。與三元材料相比，LMFP具備更低的成本、更高的循環(huán)次數(shù)以及更穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。三元材料中含有稀有貴金屬金屬原材料鈷和鎳，價(jià)格昂貴，而LMFP中主要元素為錳和鐵，市場(chǎng)價(jià)格遠(yuǎn)低于鈷和鎳，可以保持較低的成本。另外磷酸錳鐵鋰的循環(huán)壽命高達(dá)2000次，而三元材料僅在800次-2000次之間，差距較為明顯。從結(jié)構(gòu)來(lái)看，具備橄欖石結(jié)構(gòu)的LMFP相比層狀結(jié)構(gòu)的三元材料更安全、更穩(wěn)定。

磷酸錳鐵鋰缺點(diǎn)催化改性技術(shù)發(fā)展。LMFP導(dǎo)電性差、鋰離子擴(kuò)散速率低、Jahn-Teller效應(yīng)使錳析出導(dǎo)致循環(huán)壽命衰減、循環(huán)穩(wěn)定性降低。這些缺點(diǎn)是制約LMFP投入市場(chǎng)大規(guī)模應(yīng)用的主要因素，由此催化出一系列改性措施。納米化、包覆、摻雜及微觀形貌調(diào)控等措施單一或協(xié)同作用可以針對(duì)磷酸鐵錳鋰的缺點(diǎn)進(jìn)行性能改良。

供需變動(dòng)促進(jìn)磷酸錳鐵鋰的發(fā)展。上游金屬原材料鈷和鎳資源稀缺，僅分別占全國(guó)有色金屬礦產(chǎn)的0.43%、0.01%，供給緊張，價(jià)格昂貴，導(dǎo)致三元材料成本居高不下，此時(shí)降本為關(guān)鍵。在保證材料電化學(xué)性能的基礎(chǔ)上，通過(guò)將LMFP與三元材料混用，在結(jié)合二者優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上降低鈷和鎳的使用量，可以大大降低成本。終端客戶對(duì)于新能源汽車性能和價(jià)格的需求不斷攀升，新能源補(bǔ)貼政策的退坡以及目前主流市場(chǎng)LFP和三元材料無(wú)法同時(shí)滿足低成本和高電壓，驅(qū)動(dòng)著正極材料技術(shù)的提升，LMFP迎來(lái)發(fā)展機(jī)會(huì)。

磷酸錳鐵鋰產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加快。國(guó)內(nèi)正極材料和電池廠商近年來(lái)不斷布局LMFP相關(guān)新技術(shù)，專利數(shù)量逐年攀升。截至2022年6月，國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局已公告相關(guān)專利240項(xiàng)，其中比亞迪和國(guó)軒高科相關(guān)專利數(shù)量穩(wěn)居前列。同時(shí)各廠商也開(kāi)始布局LMFP的產(chǎn)能建設(shè)，正極材料廠商包括德方納米、當(dāng)升科技、力泰鋰能等公司均已開(kāi)始開(kāi)發(fā)磷酸錳鐵鋰材料，電池廠商寧德時(shí)代也開(kāi)始布局相關(guān)投資。

LMFP應(yīng)用前景廣闊。LMFP的應(yīng)用可以與單晶錳酸鋰混摻、與三元混用以及單獨(dú)使用。目前雅迪和星恒已開(kāi)發(fā)出LMFP與單晶錳酸鋰混摻相關(guān)系列電池;通過(guò)與三元材料混用，其復(fù)合材料可以有效提升比容量、低溫性能以及循環(huán)壽命，并改善三元材料高成本和低穩(wěn)定性的缺點(diǎn)，更好的發(fā)揮成本優(yōu)勢(shì);天能生產(chǎn)的磷酸錳鐵鋰18650電池已成功應(yīng)用在小牛新款F0系列電動(dòng)二輪車中，其低溫性能提升超25%，但LMFP單獨(dú)使用仍存在諸多技術(shù)難題，比如雙電壓平臺(tái)問(wèn)題以及Jahn-Teller效應(yīng)使錳析出等問(wèn)題。如果成功攻克相比LFP可以提高15%的能量密度，相比三元材料也會(huì)更安全、成本更低。

投資建議：

隨著磷酸鐵鋰的能量密度幾乎達(dá)到上限，磷酸錳鐵鋰或?qū)⒊蔀樾碌陌l(fā)展方向。再加之上游原材料價(jià)格上升、下游對(duì)成本和性能的雙需求等市場(chǎng)供需波動(dòng)的影響，以及國(guó)家新能源汽車補(bǔ)貼政策的退補(bǔ)，磷酸錳鐵鋰作為磷酸鐵鋰的升級(jí)產(chǎn)品，應(yīng)用前景豐富多樣，其未來(lái)市場(chǎng)空間非常廣闊。我們建議關(guān)注相關(guān)技術(shù)已實(shí)現(xiàn)突破并具備產(chǎn)能的正極材料企業(yè)以及有望率先應(yīng)用的電池企業(yè)，推薦德方納米、當(dāng)升科技、寧德時(shí)代、比亞迪。

原標(biāo)題：正極材料成本決定鋰離子電池成本 推動(dòng)降本增效技術(shù)發(fā)展