特斯拉又为动力电池爆“锰”料

特斯拉又为动力电池爆“锰”料
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图片来源:TeslaWelt
3月22日 , 在特斯拉柏林工厂交付第一批ModelY后 , 该公司创始人兼首席执行官马斯克表示:“我认为 , 锰具有潜力 。 ”
马斯克的一言一行 , 都暗藏特斯拉的新动向 , 而特斯拉又被视为新能源汽车与动力电池发展的“风向标” 。 于是 , 在马斯克透露出对动力电池锰基阴极材料的兴趣后 , 行业掀起了一轮热议 。
01特斯拉为何看中锰基电池
采访人员了解到 , 特斯拉一直进行着在动力电池中采用更多锰元素的探索 。 2020年特斯拉电池日上 , 马斯克就曾表示:“用三分之二的镍和三分之一的锰做阴极更加简单 , 可以使我们在使用相同数量镍的情况下 , 多生产50%以上的电池容量 。 ”
事实上 , 对于动力电池技术的发展 , 特斯拉一直非常有自己的想法 。 马斯克认为 , 目前动力电池都是采用磷酸铁锂为第一选择 , 但特斯拉打算阴极使用以锰作为基础的化学物质 。
特斯拉又为动力电池爆“锰”料
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今年1月 , 马斯克在推特上发文称 , 锰元素将替代正极材料中的铁和磷 , 并推动阴极生产规模进入到TWh时代;由于需要在高电压下工作 , 这样的锰基电池还需少量的锂 。
特斯拉为何开始围绕锰基电池频繁释放信号?这与其对动力电池供应链及上游原材料的关注不无关系 。 锰元素的矿产资源丰富 , 锰系锂电池相对磷酸铁锂或三元锂电池等成本更低 。 动力电池采用锰元素有利于降低成本 , 也可减少对镍等稀有金属的依赖 。
行业人士指出 , 锰系电池是被忽略的高性价比产品 。 比如 , 锰酸锂电池具有高安全性、优越的低温和倍率放电性能 , 通过混合一定比例的三元NCM后 , 可提高能量密度并改善性能;但缺点也比较明显 , 材料本身不稳定 , 需配以其他材料混合使用、高温性能差、循环性能差、衰减快 。
“锰酸锂电池比磷酸铁锂电池性价比更高 , 是替代铅酸电池的产品之一 , 缺点是能量密度较低 , 寿命相对也短一些 。 ”一位不愿具名的动力电池研发人员说 , 锰酸锂电池的电压较高 , 意味着电池PACK可以使用较少的电芯 , 体积优势明显 , 电池PACK的成本明显低于三元锂电池 。
不过 , 锰基电池的未来究竟如何 , 可不是马斯克轻飘飘的一句表态就能决定的 。 “目前来看 , 马斯克的言论没有更多的实际意义 , 因为外界不了解锰基电池更具体的配方和性能 。 不排除特斯拉在提前炒作相关概念 , 以此利好资本市场的可能 。 毕竟 , 距离特斯拉发布的4680电池已有两年时间 , 但仍不见其大规模量产 。 ”说 。
02电池材料“图谱”不断扩大
如今 , 动力电池的电化学体系以正极为核心进行升级 , 而锰基正极材料在能量密度、原料供应、成本上具备一定的优势 。 中信证券的最新研究报告指出 , 随着新型锰基正极材料渗透率提升 , 2021~2035年 , 锂电池用锰量将增超10倍 。
认为 , 锰基电池基本上可以分为锰酸锂、磷酸锰铁锂和富锂锰基三条路线 。 “目前 , 锰酸锂电池稍落后 , 富锂锰基电池稍超前 , 磷酸锰铁锂电池正当时 , 有进一步产业化的趋势 , 其在一定程度上弥补了磷酸铁锂电池能量密度稍低的缺点 , 安全性也很好 , 而且成本比含钴的电池低 。 ”他介绍道 。
据悉 , 磷酸锰铁锂电池产业化已开始逐渐加速 。 预计 , 这项技术有望在2023年上半年大规模量产 。 此外 , 镍锰酸锂作为一种高电压正极材料 , 主要由镍元素和锰元素组成 , 不含钴元素 , 较为环保 , 成本也更低 。 与具有成本优势的磷酸铁锂电池相比 , 镍锰酸锂电池单体及系统的能量密度可提升40% , 成本可降低30% , 是具有市场竞争力的下一代动力电池关键材料 。