磷酸铁锂赛道正在发生剧烈变化。本文将从市场、供应和资金三个方面对LFP电池进行分析。在市场方面,磷酸铁锂(LFP)电池正显示出快速增长。数据显示,在电力和储能市场需求的驱动下,2022年中国磷酸铁锂正极材料出货量114.2万吨,同比增长151.0%;预计2023年中国磷酸铁锂正极材料出货量有望达到250万吨。
在供应端,巨大的需求增长空间吸引了越来越多的公司加入磷酸铁锂材料赛道。多家大型化工企业跨界布局,新增产能整体呈现上下游一体化趋势。与此同时,LFP材料公司也在呼吁扩大LFP材料。资金面上,在LFP行业排名前10的磷酸铁锂动力电池制造商中,有6家公司已完成或正在IPO。
LFP电池的需求正在加速
专家指出,回顾磷酸铁锂电池的十年发展历程,从装机容量来看,从2010年的0.2GWh发展到2016年的20.3GWh。在政策的推动下,它在6年内实现了100倍的增长。2016年之后,它将稳定在每年约20GWh。
2021年将成为磷酸铁锂电池市场的转折点。电芯结构的技术突破叠加强劲的市场需求,磷酸铁锂电池装机容量在一年内实现了4倍以上的增长。
性能限制和技术突破
业内专家表示,新能源汽车对动力电池的性能要求包括安全性、高能量密度、快速补能、成本(商业属性)、寿命(全生命周期成本、易于维护)、低温性能(环境适应性)。
从磷酸铁锂电池的技术进步来看,过去10年,磷酸铁锂的能量密度平均每年增长9%,近两年由于技术瓶颈和政策变化,改善速度有所放缓。从性能瓶颈的角度来看,通过增加压实度,体积能量密度的提高更加明显,而磷酸铁锂的材料性能可能会导致压实密度与真实密度之间的差距不如其他材料小。
磷酸铁锰锂与磷酸铁锂结构相同,理论容量为170mAh/g。然而,它的电压平台为4.1V,远高于LFP的3.4V,能量密度比磷酸铁锂高15%。但问题是实际的能量密度水平。放大性能差。Jahn-Teller效应,Mn3+的溶解度提高到什么程度。
同时,磷酸铁锂和电导本质上不适合快速充电。在技术改进方面,如何在能量密度、发热、循环寿命和快速充电之间做出选择。专家进一步表示,磷酸铁锂电池在作为动力电池关键技术指标的能量密度和倍率性能方面并不占主导地位。然而,其资源禀赋和材料结构特性使其具有作为动力电池的辅助性能优势、低成本和长循环寿命。
专家指出,目前,动力电池公司正通过多种手段不断突破磷酸铁锂电池的技术局限。例如,刀片电池vs CTP技术的出现正好弥补了磷酸铁锂电池的性能缺点。材料化学优化+结构创新,奠定了磷酸铁锂第二春的技术基础。多种技术的叠加和推广正在进一步挖掘潜在市场。
LFP电池的多样化市场需求正在裂变
业内专家表示,近十年来,锂电池的应用市场越来越精细化。例如,随着中高端车型和小型轿车的兴起,轻型卡车和商用车的微型面已成为安装的主力军,特种工程车也开始出现。充分了解不同的市场需求,解决市场短板,磷酸铁锂还有很多工作要做。
多元化的市场也意味着对锂电池提出了不同的要求,如:电池寿命长、能量密度高、温度性能宽等。因此,对于磷酸铁锂电池来说,也需要通过差异化发展来满足不同应用场景的需求和痛点。
以储能市场为例,目前的技术需求和政策都有利于磷酸铁锂的增量市场。根据应用场景,可分为用户侧、发电侧、电网侧、输配侧和辅助服务。不同用途的电力系统对应的储能应用类型和放电要求也存在差异,并针对场景和需求进行前瞻性开发。
交换站也可以被视为储能电站。为了在电池交换站商业模式中充分发挥电池的价值,可以通过去除传统电池交换本身的好处来增加储能电站的功能。交换站/储能站的安全性和长寿命要求似乎非常适合磷酸铁锂电池。
一些公司针对不同市场的需求进行了一些差异化开发,主要包括高比能、低温直接充电、能量密度、超长寿命和低成本的水性磷酸铁锂。