磷酸锰铁锂行业深度报告

1、目录一、当前时点为什么关注磷酸锰铁锂二、从工艺角度看磷酸锰铁锂成本三、磷酸锰铁锂产业化路径及量产进展 四、投资建议及风险提示目录一、当前时点为什么关注磷酸锰铁锂？锰铁锂定位是“升级版铁锂”，弥补其能量密度短板磷酸铁锂回潮，拉动对锰铁锂的关注，技术难题逐步被攻克1.1 锰铁锂是磷酸锰锂与磷酸铁锂结合的产物，充分结合二者优势正极材料聚阴离子盐过渡金属氧化物层状结构尖晶石结构钴酸锂、三元、富锂锰基 等锰酸锂、钒酸锂等磷酸盐（橄榄 石结构）硅酸盐、钛酸盐 等磷酸铁锂磷酸锰锂磷酸钴锂等磷酸锰铁锂图：锂电池正极材料分类目前锂电池主流的正极材料可分为过渡金属氧化物和聚阴离子盐，前者以钴酸锂、锰酸锂、三元材料

2、 图：磷酸锰铁锂结构图为代表，后者以磷酸铁锂材料为代表。 磷酸锰铁锂（LMFP）是磷酸锰锂与磷酸铁锂结合的产物，充分结合二者优势。磷酸铁锂与磷酸锰锂 同属于聚阴离子盐，橄榄石型结构让二者均具备较高安全性和较差的电导率，其中磷酸铁锂易于合成+成本低+相对高的电导率，因此商业化较为成功；而磷酸锰锂电导率极低+稳定性差，一直未得到应 用，但锰元素加入使得电压平台高，进而提升能量密度，而这正是磷酸铁锂的短板。由于铁和锰离子 的半径相近，因此二者可实现原子级别的混合，进而得到可结合二者优势的磷酸锰铁锂。图：各材料电导率对比1.1 锰铁锂定位是“升级版铁锂”，弥补其能量密度短板 锰铁锂高电压平台带来较高能

3、量密度，循环、安全性能比肩铁锂、低温性能优于铁锂。从能量密度看，三元LMFPLFP。LMFP电压平台为4.1V，高于LFP的3.4V，由能量密度=克容量*电压可知，LMFP的理论能量密度较LFP高 21%，但相比三元材料仍有较大差距，因此LMFP并非定位于替代三元材料。从压实密度（与实际能量密度正相关）看，三元LFPLMFP。LFP工艺较为成熟，压实密度区间2.1-2.6g/cm3，少数头部企业可做到2.6g/cm3 的水平。而LMFP目前的压实密度在2.3-2.5g/cm3，较LFP低，随工艺成熟还有提升空间。三元材料则因其本身真密度高，因此压实密度相对高。从安全性能看，LFPLMFP三元。

4、由于三元材料稳定性差，其高温下容易发生晶格塌陷，因此安全性差。由于锰元素高温性能差，因此LMFP较 LFP安全性能稍差，但二者均较三元的安全性强。表：各正极材料性能参数对比项目钴酸锂电池锰酸锂电池磷酸铁锂电池磷酸锰铁锂电池三元材料NCM电池三元材料NCA电池化学式LiCoO2LiMn2O4LiFePO4LiMnxFe1-xPO4Li(NixCoyMnz)O2Li(NixCoyAlz)O2结构类型层状氧化物尖晶石橄榄石橄榄石层状氧化物层状氧化物理论电压平台（V）3.73.93.44.13.73.7全电池电压平台（V）3.73.83.23.8-4.13.653.7理论比容量（mAh/g）27414

5、8170170273-285实际比容量（mAh/g）135-150100-120130-150140+155-210压实密度（g/cm3）3.6-4.23.2-3.72.1-2.62.3-2.53.4-3.9理论能量密度（Wh/kg）10145775786971000左右平均能量密度（Wh/kg）180-240100-150100-200高于铁锂180-300循环寿命（次）500-1,000500-2,0002,0002000800-2,000500-2,000低温性能好好一般优于磷酸铁锂好好高温性能好差好高温循环容量保持率差一般差安全性差较好好好较好较差主要应用领域消费型锂电池动力电池、储能

6、型锂电池动力电池、储能型锂电池已用于两轮车，尚未车用动力电池、储能型锂电池优势充放电稳定、生产工艺简单锰资源丰富、锰价较低、安全性 高安全性好、成本较低、循环寿命好相较铁锂能量密度高，相较三元成本 低且更安全能量密度高、循环寿命好、电化学性能稳定、低温性能好劣势钴资源紧缺、钴价较高、循 环寿命较差能量密度低、循环寿命较差、相 容性差能量密度较低、低温性能差、产品一 致性差双电压平台，锰溶出等问题导致加工 难度大钴资源紧缺、钴价较高、热稳定性差、生产工艺复杂1.1 锰铁锂定位是“升级版铁锂”，弥补其能量密度短板 锰铁锂高电压平台高带来较高能量密度，循 环、安全性比肩铁锂、低温性能优于铁锂。从低温

7、性能看，三元LMFPLFP。根据 钜大锂电数据，三元材料在-20度容量保持 率一般在80%+。而LFP和LMFP由于电导 率低，低温性能差于三元材料。这里以德方 纳米LFP产品为例，DY-1与DF-5在-20度 容量保持率分别为73%、60%，差于LMFP 产品75%的保持率，主要由于LMFP一次颗 粒小于LFP，Li+运输路径更短。从循环寿命看，LFPLMFP三元。由于 橄榄石型的晶格稳定性好，因此LFP与 LMFP的循环性能均好于三元。从2000次循 环的容量保持率看，斯科兰德LMFP为 88.7%，略低于德方DY-3的89.4%。主要 由于LMFP技术成熟度低（姜泰勒效应导致 锰溶出破坏

8、SEI膜进而加快衰减），因此目 前循环寿命还达不到LFP的水平。图：低温性能放电曲线（左1为斯科兰德LMFP产品、中间与右1为德方纳米LFP产品）图：循环曲线图（左1为斯科兰德LMFP产品、中间与右1为德方纳米LFP产品）单位：万元20152016201720182019202020212022单车补贴金额公式里程补贴 标准里程补贴 标准里程补贴标准 电池系统能量密度调 整系数里程补贴标准 电池系统能量密度调 整系数车辆能耗 调整系数Min里程补贴标准，车辆带电量550 元电池系统能量密度调整系数车辆 能耗调整系数Min里程补贴标准，车辆 带电量400元电池系统 能量密度调整系数车辆能 耗调整

9、系数Min里程补贴标准，车辆带电 量280元电池系统能量密度 调整系数车辆能耗调整系数里程补 贴标准100R1503.152.521.50000150R2504.54.53.62.4250R3005.45.54.43.41.8300R4004.51.621.30.91R40052.52.251.81.26电池系 统能量 密度调 整系数90E105无无100000105E1200.6120E1251.11125E1400.80.80.80.8140E1601.10.90.90.90.9E1601.21111车辆能 耗调整 系数门槛无无m1000 时 ， Y0.014m+0.5；10001600时

10、，Y0.005m+13.7m1000时，Y0.0126m+0.45；10001600时，Y0.0045m+12.33m1000， Y=0.0112m+0.4；1000m1600时， Y=0.0078m+3.8；m1600时，Y=0.0044m+9.24m1000，Y=0.0112m+0.41000m1600时， Y=0.0078m+3.8；m1600时，Y=0.0044m+9.25m1000，Y=0.0112m+0.4；1000m1600时， Y=0.0078m+3.8；m1600时，Y=0.0044m+9.260Q51110.500.80.80.85 Q10110 Q200.811120 Q

11、25125 Q351.11.11.11.1Q351.11.2 磷酸铁锂回潮，让锰铁锂重回大众视野 补贴退坡+技术突破，2020年磷 酸铁锂开始回潮，目前景气度仍 在高位。复盘历史看，2015- 2016年铁锂占比高于三元，2017 年开始三元接近铁锂，直到2020 年三元一直是主流，但2020年开 始磷酸铁锂开始迅速上量，占比 2020的39%提升至2021年的52%。第一轮三元反超铁锂背后是政策导向（2017年开始以能量 密度为指标进行差异化补贴，因 此高能量密度的三元开始成为主 流），第二轮铁锂反超三元背后 是技术突破（2019年底-2020年 推出的CTP、刀片技术使得铁锂 体积能量密度

12、上限得以提升，加 之补贴退坡下，性价比凸显，因 此铁锂逐步回潮）。表：2015-2022年中国BEV补贴标准变化图：2015年至今三元与铁锂装机量（GWh）9.6619.8017.9722.2020.8024.4079.804.216.5016.1533.1040.5038.9074.30201520162017201920202021磷酸铁锂2018三元材料180GWH1601401201008060402001.2 磷酸铁锂回潮，让锰铁锂重回大众视野 锰铁锂作为铁锂升级版本（铁锂能量密度基本接近天花板），铁锂热度高时锰铁锂才受到关注。锰铁锂并非近期新型材料，早在2014年左右即得 到市场关

13、注（当时LFP是主流），但后续因国家补贴侧重能量密度，市场对LFP态度转冷，因此LMFP研发逐渐被搁置。2020年开始磷酸铁锂回 潮，锰铁锂重回大众视野。从头部车企看，2014年比亚迪总裁王传福在“2014中国新能源汽车产业三基工程工作会议”中，提到其找到了新的技术方向，即为LMFP。且 2015年5月，工信部车型目录中出现新款e6车型，搭载LMFP能量密度达117Wh/kg，远高于2014LFP版本的84Wh/kg。2017年补贴增加能量密度指标，三元成为追捧对象，随着磷酸铁锂的转冷，锰铁锂逐渐被淡忘。从专利统计看，2005年开始便陆续有锰铁锂的零星专利申请，直至2014年专利申请数超过十位

14、数，较2013年翻2倍，此后至2019年专利数基本 稳定且个别年份有下滑，市场关注度低。自2020年以来，锰铁锂专利数开始呈明显上升趋势，伴随磷酸铁锂回潮，锰铁锂重回大众视野。表：比亚迪e6性能参数对比比亚迪e6材料体系纯电动续驶里程（km）整车整备质量（kg）动力蓄电池组总质量（kg）动力蓄电池组总能量（KWh）能量密度（Wh/kg）2014版LFP3222360/238075063842015版LMFP4002420700821171101347101033373032391629482001020304050图：2005年至2022年7月国内锰铁锂专利申请数量（个数）6020052006

15、20072008200920102011201220132014201520162017201820192020202120221.2 锰铁锂技术瓶颈，正在逐步被解决单位：万元2010-2018年2019年2020年2021H1研发投入775111631185777研究院研发费用1507312394219工程中心小试生产6244851791558研发投入占总支出比重50%65%79%63% 虽然理论上锰铁锂具备LFP的安全+循环优势，且能量密度更高，但电导率低+双电压平台+锰溶出，导致工业化生产难度大，材料性能和成本难 以兼顾。电导率低：电子在锰铁锂跃迁能系远高于铁锂，铁锂可类比半导体，而锰铁

16、锂基本属于绝缘体，此外锰铁锂一次颗粒很小，导致锰铁锂加工难度 远大于铁锂。双电压平台：由于存在铁锰两种元素，带来2种不同的工作电压，大致在3.9V与3.3V，双电压平台存在不稳定性。锰溶出：锰离子姜泰勒效应，导致锰溶出，在负极表面沉积，破坏SEI膜。总结：电导率低、双电压平台、锰溶出导致锰铁锂的容量、稳定性、循环性能等达不到预期。 得益于对锰铁锂的重视程度回升，对相关领域加大研发，以上技术瓶颈，目前头部企业已经有所解决，具体方案有1）优化合成方法，2）合成后 进行改性，例如将锰铁锂纳米化、碳包覆、金属离子掺杂、与三元材料复用等。图：LMFP与LFP电池1C放电曲线表：力泰锂能历年研发情况目录二

17、、从工艺角度看磷酸锰铁锂成本研究重点：锰铁比例的研究是关键，目前量产多为6:4合成路线：沿袭铁锂工艺，德方采用液相法，湖北万润等采用固相法改性方法：纳米化、碳包覆、离子掺杂、与三元复用成本测算：BOM成本高于铁锂，制造成本仍有下降空间2.1 锰铁比例的研究是关键，目前量产多为6:4 高性能锰铁锂材料制备依赖于3个环节：1）研究对铁锰比例的判断；2）合成对合成路线的选择；3）改性对改性方式的选择。 铁锰比例：最优比例尚无定论，目前多为64、73，高锰是发展方向。类比三元材料523、622、811的镍钴锰配比，大家已经充分认知如果想要 高能量密度则选择高镍、想要性价比则选择中镍。但锰铁锂中最佳的铁

18、锰比例还没有明确的共识。过高的锰含量姜泰勒效应衰减快；过低的 锰含量电压平台提升不明显无法提升能量密度。为提升能量密度，使锰铁锂有研究价值，锰含量需要50%，目前研究集中在锰铁比为5:5、 6:4、7:3、8:2、9:1，目前量产的产品多为64、73或之间，高锰是未来努力的方向。表：不同铁锰比例下产品性能简要对比图：不同铁锰比例下充放电电压平台对比图：1C不同铁锰比例下放电循环对比图：0.1C不同铁锰比例下放电循环对比2.1 锰铁比例的研究是关键，目前量产多为6:4 从目前各家产品和专利看铁锰比例：当升科技：1）产品：根据2022年7月20日当升科技的产品发布会，其锰铁锂产品锰含量为65%，高

19、于其列出的竞品55%的含量。2）专利：锰 含量研究范围在40%-90%。容百科技：1）产品：根据2022年7月20日容百科技战略发布会，其产品锰铁比例为6：4。发布会中称“下一代高压实产品skyland one锰铁比 7:3，近期将发布，8:2后续将推出”。2）专利：锰含量研究范围在50%-90%。力泰锂能（宁德时代控股）：1）产品：尚无公开产品锰铁比例。2）专利：锰含量研究范围在60%-80%。资料来源：磷酸锰铁锂前驱体、磷酸锰铁锂正极材料及其制备方法和电极材料、电极以及锂离子电池专利，一种磷酸锰铁锂正极材料及其制备方法和应用 专利，制备磷酸锰铁锂前体的方法 和制备磷酸锰铁锂的方法专利，当升

20、科技战略发布会，容百科技战略发布会，国海证券研究所图：当升科技锰铁锂产品图图：容百科技锰铁锂产品图2.2 合成路线：固相法简单适合工业化生产，液相法复杂但性能更好 锰铁锂与铁锂同属于磷酸盐体系，制备工艺类似，固相法简单适合工业化生产，液相法更复杂但产品性能更好。不同于铁锂行业，有成熟的磷酸铁 作为前驱体；锰铁锂行业发展初期，没有标准前驱体，需要正极企业自行制备，提高了行业技术壁垒。 锰铁需要实现原子级别混合，因此液相法天然更适合于锰铁锂生产，性能更佳；固相法简单更适合工业化。德方和宁德时代采用水热法/溶胶凝胶 法；力泰锂能、当升科技采用共沉淀法；斯科兰德、湖北万润采用固相法，斯科兰德下一代将转

21、向固液一体化。 对于LFP公司来说，德方沿袭液相法、湖北万润沿袭固相法，二者协同性强，工艺基本与LFP相同；对于三元公司来说并非毫无优势，后段+复配 存在一定协同性。1）铁锂公司：锰铁锂一般沿袭铁锂的工艺，德方继续采用液相法、湖北万润继续采用固相法，工艺协同性强。2）三元公司：自 研，也可以收购进入锰铁锂生产，且后段（除前驱体）可能用三元设备做，有一定协同性；且在与三元复配的研究上更得心应手。表：磷酸锰铁锂主要生产工艺对比（德方来自定增募集书，各企业路线来源于专利）工艺分类工艺名称工艺流程优势劣势代表企业固相法（无 需液态介质）高温固相 法将反应所需要的固体原材料（锂源、锰源、磷酸源）均匀混合

22、后，在惰性气氛 下，先在较低温度下（300-400）预烧一段时间，然后取出在高温（500-800）焙烧数小时，目的是提升橄榄石晶体的结晶度冷却后研磨粉碎即得产物。最成熟、最简单、最适合 大批量工业化生产该方法合成温度高、 合成时间长，不易控 制产品的粒度及分布 和形貌，均匀性差斯科兰德、比亚迪、湖 北万润液相法水热法在耐压密封的反应釜内，以水或有机溶剂为反应介质，通过加热使反应釜内产 生高温高压的反应环境，使一般在常温常压条件下不溶或者难溶的物质溶解并 进行重结晶。粒径小、纯度高、粒度分 布均匀、晶粒发育良好、 杂质少等优点重复性低，使用的反 应釜造价高，不利于 工业化生产德方纳米、宁德时代溶

23、胶-凝胶 法将原料均匀混合，发生缩合反应，形成稳定的溶胶体系，经陈化后而产生聚合 形成三维空间结构的凝胶，凝胶经过干燥、煅烧固化可以得到纳米级别的材料。前驱体均一，且热处理温 度较低，比例容易控制， 所合成自颗粒小且分布均 匀。合成周期长，不易干 燥且干燥收缩大，操 作复杂，工业化难度 较大比亚迪、德方纳米（定 增工艺）共沉淀法在溶液状态下，将合适的沉淀剂加入到均相溶液中，生成难溶的前驱体沉淀物， 再煅烧制备高纯纳米粉体的合成方法。原料价廉易得、合成工艺 简单、混合均匀、热处理 温度低、周期短纳米级沉淀过滤困难、 离子行为复杂、控制 结晶难度大和废液需 要处理力泰锂能、当升科技、 比亚迪铁源（

24、氢氧化铁等）碳源（石墨烯等）碳包覆中间体磷源（磷酸二氢铵等）锰源（碳酸锰等）研磨、活化 冷却前驱体 碳源研磨、干燥锂源（碳酸锂等）磷酸锰铁锂正极材料煅烧、冷却2.2 合成路线：固相法和液相法最主要区别在于前驱体合成环境资料来源：德方纳米定增、制备磷酸锰铁锂前体的方法和制备磷酸锰铁锂的方法专利、 一种磷酸锰铁锂正极材料及其制备方法和应用专利、锂离子蓄电池复 合正极材料及其制备方法专利，国海证券研究所；以上为专利情况，实际量产选择路径可能不同锂源（碳酸锂）铁源（硝酸铁）液态浆料水分固体蜂窝状凝胶颗粒状前驱体磷源（磷酸二氢铵）锰源（硝酸锰）磁性物质成品粉末状前驱体混合溶解前驱体制备初碎造粒除铁烧结、

25、粉碎包装第一浆料滤饼碳源、水第二浆料液料A液料B锰盐（硫酸锰 等）铁盐（硫酸 亚铁等）共沉淀反应洗涤过滤搅拌干燥草酸或磷 酸磷酸锰铁锂前 体锂盐混合、干燥混合物磷酸锰铁锂煅烧前驱体石墨烯分散液混合物超声分散 加热蒸发磷酸锰铁锂和石墨烯复合正极材料烧结含锰化合物（碳酸锰）含铁化合物（草酸亚铁）含磷化合物（磷酸氢铵等）碳酸锂有机分散剂图：斯科兰德-固相法图：德方纳米-溶胶法（也是水热法的一种）图：力泰锂能-共沉淀法图：宁德时代-水热法2.3 改性方法：纳米化、碳包覆、离子掺杂；与三元复用 合成锰铁锂过程中，可伴随改性手段进一步提升电化学性能（类似LFP也需要一系列改性手段）。主要改性方式有纳米化、

26、碳包覆、金属离子掺 杂、与三元材料复用，且可同时使用以上多种方法。 纳米化：原理为小颗粒缩短扩散路径+提高比表电化学性能提升，具体实现通过水热法或者机械球磨等。原理：颗粒缩小至纳米尺寸后可以显著减少锂离子在正极活性物质颗粒内部的扩散路径，以便高效脱嵌，提高对应电池的倍率性能。同时纳米化 也能提高活性颗粒的比表面积，即提高与电解液的反应表面，以使性能得到提升。市场上成熟的LFP材料粒径基本为纳米级，而锰铁锂扩散系数较LFP的更低，因此粒径要更小才能发挥性能。实现：液相法本身通过简单的溶液过程即可制备出纳米粉体（在实际生产中水热法可实现纳米片形貌，但由于生产成本较高、设备投资较大的原 因目前产能有

27、限）；固相法等可以通过机械球磨、控制煅烧温度等多种方式将材料尺寸缩小至纳米级颗粒。图：纳米棒状锰铁锂结构2.3 改性方法：纳米化、碳包覆、离子掺杂；与三元复用 碳包覆：原理快速构建导电网络导电性提升，具体实现通过与碳源混合后煅烧。原理：碳是常用的导电材料，利用导电碳与锰铁锂构建快速导电网络，使电子在充放电过程中可以在活性物质之间迅速迁移，降低电池的内阻和 充放电极化。同时碳包覆还可降低活性物质和电解液的接触表面，从而避免与电解液产生副反应，改善其高温性能和循环性能。并且表面碳包覆 还可有效抑制被改性材料颗粒的团聚和生长，从而维持住颗粒的纳米结构，有效减少Li+在活性颗粒内部的扩散距离，使材料拥

28、有更加出色的倍率 性能。实现：将材料与碳源混合球磨后煅烧。常见的碳源分为有机和无机碳源，有机碳源包括葡萄糖、蔗糖等，无机碳源包括炭黑、乙炔黑、石墨烯、 碳纳米管等。目前用的最多的是有机碳源，有机碳源在高温中会先溶解，均匀渗透到材料。图：包碳制备流程图：碳包覆改善化学性能2.3 改性方法：纳米化、碳包覆、离子掺杂；与三元复用 离子掺杂：减弱姜泰勒效应提高电化学反应活性，具体实现通过引入金属阳离子。原理：不同于碳包覆的是掺杂是从晶格内部改变材料的导电性和离子扩散性能，掺杂离子可使晶格产生缺陷，并可抑制Jahn-Teller效应，从而 提高材料性能。实现：利用金属阳离子进行掺杂。常见的包括Mg2+、

29、Zn2+、Cu2+、Co3+、Ni2+、Cr3+、V3+、Ti4+、Zr4+等。对于Mg2+的研究是最为广 泛的，同价掺杂对改善LFMP的性能有积极地影响。由于价态一致，不会引起晶格结构的缺位，造成循环过程中结构的坍塌。另外，钒掺杂的LFMP材料也得到了较大关注，低倍率时容量改善明显，但高倍率改善不明显。图：钒掺杂改善循环性能图：钒掺杂提升电导率2.3 改性方法：纳米化、碳包覆、离子掺杂；与三元复用 为何需要复配：通过纳米化、碳包覆、离子掺杂等改性手段制成的磷酸锰铁锂虽然电化学性能有所提升，但依然存在材料比表面积较大、极片易 吸水、压实密度偏低、电池内阻偏大等问题，较难单独用于制备电池，而将其

30、与其它正极材料复配使用则可均衡性能，使其兼具安全性+高能量 密度等。其他性能不再赘述，这里仅以安全性说明，三元材料针刺后会起明火，仅掺杂10%锰铁锂即可使三元材料不起明火、仅冒烟，掺杂15% 可以不起火，可使峰值温度下降，安全性显著提升。 为何可以复配：1）三元与锰铁锂电压窗口接近（LFP电压窗口低）；2）从颗粒大小看NCM中位粒径是LMFP的2倍，复合后可以实现正极材料 间的大小粒径互相搭配（LMFP填补NCM的空隙，提高离子扩散效率），进而提高正极材料的循环性能。图：材料物性对比图：安全性测试注：复合电池2-6锰铁锂比例分别为10%/15%/20%/25%/30%2.3 改性方法：纳米化、

31、碳包覆、离子掺杂；与三元复用 如何复配：常规搅拌工艺性能更均衡；干法包覆安全性更好。1）常规的将磷酸锰铁锂、三元、导电剂、粘接剂和溶剂在搅拌罐中通过常规 搅拌工艺复合；2）先用高速混合机将磷酸锰铁锂通过干法包覆的形式包覆在三元材料上，形成复合正极材料，再将复合正极材料、导电剂、粘 接剂和溶剂在搅拌罐中通过相同的常规搅拌工艺制成正极极片，最后做成电池。性能对比：1）以常规搅拌方式制备的磷酸锰铁锂复合三元材料 制成的电池具有与三元电池相似的能量密度和电压平台，同时具有更优的低温性能和更长的循环寿命，并且还拥有更佳的安全性能，是一款综合 性能更加均衡的电池体系。2）包覆方式制成的电池具有更优的安全性

32、能，但电池电阻偏大，电性能稍差，主要适合偏重安全的应用场景。表：部分正极企业的复配路线公司专利号专利名称工艺力泰CN112885996A正极活性材料及其制备方法、正极和锂离子电池干法包覆CN111048760A正极活性材料及其制备方法干法包覆德方CN108598386A磷酸锰铁锂基复合正极材料及其制备方法常规搅拌斯科兰德CN111883771A一种锂离子电池正极材料、正极片及锂离子电池干法包覆比亚迪CN105470495A一种正极活性物质及其制备方法、锂离子电池的正极材料及其制备方法和锂离子电 池常规搅拌CN114430027A正极复合材料及其制备方法和锂离子电池常规搅拌CN105470494

33、A正极活性材料组合物、正极浆料及其制备方法、正极片及其制备方法、锂离子电池常规搅拌2.3 改性方法：纳米化、碳包覆、离子掺杂；与三元复用 复配比例如何：与三元材料进行复用，配比灵活。1）根据容百科技2022年7月20日发布会，对锰铁锂与8系进行复配，锰铁锂比例分别在5%- 95%不等。2）根据当升科技2022年7月20日发布会，其产品为单用，但推测也会复配使用。3）根据2022H1斯科兰德创始人李积刚新一代正 极材料磷酸锰铁锂的开发与应用现状，提到“锰铁锂复合20%三元马上量产，锰铁锂纯用还需要2-3年实现产业化”。表：容百科技发布会锰铁锂与三元复用产品产品高镍三元（8系）占比LMFP占比能量

34、密度适用市场优势产品15%95%210Wh/kg抢占动力用LFP市场改善锰铁锂的加工性能产品220%-30%70%-80%230Wh/kg中低端电动汽车市场，中高端电动自 行车提高了电池容量和压实密度，改善材料电压曲线产品370%-80%20%-30%250Wh/kg中高端电动汽车市场改善高镍三元的安全性能和循环性能，同时也能降低高镍 三元的成本产品495%5%270Wh/kg高镍三元迭代产品改善高镍三元安全性能表：斯科兰德产品产品LMFP占比三元523占比0.2C放电容量放电电压压实密度优势产品1100%0%140mAh/g3.75V2.3-2.5g/cm3相对于磷酸铁锂有较高能量密度，相对

35、于三元材料具有较优的安全性能产品280%20%150mAh/g2.5-2.8g/cm3复合少量三元后材料放电曲线双平台可变为平滑曲线，两平台压降斜率减小，减轻对 用电器的冲击，可使用现有三元电池管理系统，使磷酸锰铁锂大批量使用变为现实产品320%80%166mAh/g3.2-3.4g/cm3对三元材料的能量密度影响不大，但是三元材料加入少量LMFP不但提高了三元材料 的安全性能，并且降低了三元电池体系的整体成本2.3 改性方法：纳米化、碳包覆、离子掺杂；与三元复用 对以上改性方式总结，头部公司对改性方式的选择中，碳包覆使用较多，离子掺杂及三元复用专利少于碳包覆。表：主流企业锰铁锂专利布局细分公

36、司锰铁锂总计碳包覆离子掺杂与三元复用德方纳米10311力泰锂能532斯科兰德5221当升科技111长远锂科1百川高科311宁德时代11比亚迪26655亿纬锂能21改性方式公司专利名称示意图纳米化斯科兰德一种高压实密度磷酸锰铁锂/碳复 合正极材料的制备方法碳包覆国轩高科一种碳-磷酸铁锂复相单层共包覆磷酸铁锰锂材料及其制备方法离子掺杂比亚迪磷酸锰铁锂复合材料及其制备方法、正极和锂离子电池与三元复用德方纳米磷酸锰铁锂基复合正极材料及其制备方法注：部分专利可能同时采取多种改性方式，例如纳米化+碳包覆，水热法产出的本身即为纳米级，因此不再统计表：主流企业部分锰铁锂改性专利详解2.4 成本测算：BOM成本

37、高于铁锂，制造成本仍有下降空间化学式LFPLMPLM0.6F0.4PLM0.7F0.3PLM0.8F0.2PLM0.9F0.1P电压平台（V）3.44.14.14.14.14.1论比容量（mAh/g）170170170170170170分子量158157157157157157锂含量4%4%4%4%4%4%锰含量0%35%21%24%28%32%铁含量35%0%14%11%7%4%磷含量60%61%60%60%60%61%锂需求（吨/吨）0.030.030.030.030.030.03锰需求（吨/吨）0.000.220.130.160.180.20铁需求（吨/吨）0.220.000.090.0

38、70.050.02磷需求（吨/吨）0.380.390.380.380.390.39锂需求（kg/KWh）0.080.060.060.060.060.06锰需求（kg/KWh）0.500.300.350.400.45铁需求（kg/KWh）0.610.200.150.100.05磷需求（kg/KWh）1.040.870.870.870.870.87理项目纳米磷酸铁锂锰铁锂同一锂价口径下的LFP 成本德方纳米（2021年 1-9月）锂源采购单价6.28.1磷源采购单价0.560.56铁源采购单价0.530.53锰源采购单价1.96单吨直接材料成本2.613.743.09力泰（2021H1锂源采购单价

39、8.2） 单吨直接材料成本4.16力泰（2020）锂源采购单价4.4单吨直接材料成本3.5 从单吨理论BOM成本看，由于锰比铁贵导致BOM成本略高于铁锂。锰铁锂可看成锰元素替代LFP的部分铁元素，由于锰与铁的原子量几乎相当， 因此单吨成本理论而言，仅看铁价与锰价即可，锰比铁贵，因此锰铁锂单吨成本略高于铁锂，但二者均没有贵金属，较三元成本低。 德方可研BOM成本高于相同锂价下的LFP成本约20%，力泰成本高于德方10%。从德方纳米的可研测算看，在碳酸锂单吨价格为8万时，LMFP 的纯BOM成本为3.7万元/吨，将LFP锂价折合到同一口径，LFP成本为3.1万元/吨，LMFP贵大约20%。这个口径

40、下差距较大，推测主要由于 LFP的单吨成本有自制硝酸铁优势，且前期LMFP工艺尚不成熟，可能采取较贵的改性措施+使用补锂剂等，导致BOM成本高。力泰2021H1的 单吨材料成本为4.2万元，在锂价与德方基本相同的情况下，其成本高于德方可研成本10%。表：理论用量测算表：德方、力泰锰铁锂BOM成本（万元/吨）注：德方LFP的锂源采购单价为公司2021年1-9月实际采购价格，锰铁锂的锂源 采购价格为公司预测价格。力泰2020-2021H1的锂源采购价为wind数据库中碳 酸锂均价2.4 成本测算：BOM成本高于铁锂，制造成本仍有下降空间力泰锂能LMFP德方纳米20202021H1可研口径LMFP2

41、021LFP材料成本3.54.163.743.2燃料动力1.51.50.790.45折旧0.780.69人工0.140.11合计5.786.354.673.77公告时间项目名称单位投资额单位设备投资单位固定投资2021/11/11年产11万吨新型磷酸盐系正极材料生产基地项目2.351.372.292020/4/23年产4万吨纳米磷酸铁锂项目2.501.502.242016/9/9年产1.5万吨纳米磷酸铁锂项目4.012.533.61表：德方纳米LFP与LMFP项目投资额（万元/吨）61%66%26%24%13%11%100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%202020

42、21H1材料成本燃料动力折旧+人工 德方LMFP可研口径制造费用为0.8万元/吨，较LFP高75%，差距主要在非折旧端；随规模上量+knowhow积累，预计制造端费用有较大的下降空 间。由于德方的LMFP沿袭LFP的液相法，工艺及设备差距不大，因此LFP与LMFP的单位投资额及单位设备投资额基本相当，差距在5%左右，按 机器设备5-10年折旧，厂房30年折旧，摊到每年折旧额差距可忽略不计。因此推测差距可能仍是由于新型工艺导致在燃料动力的差距。随规模上量+knowhow积累，预计制造端费用有较大的下降空间。 力泰规模小，导致分摊制造费用高。2020年-2021H1销售6、28吨LMFP，因此燃料

43、动力+折旧+人工成本较高，在2万元/吨+，较德方高一倍多。 单吨总成本看，可研口径LMFP在4.7万元/吨，2021年LFP在3.8万元/吨，锂价相当时，总成本均较LFP高20%-30%，理想状况下通过工艺优化+ 规模优势，成本将较LFP高5-10%，能量密度较LFP高15-20%，因此在单Wh成本上较LFP具备优势。表：德方、力泰锰铁锂LMFP成本构成（万元/吨）图：力泰锰铁锂成本构成图：德方纳米锰铁锂VS铁锂成本构成80%85%17%12%3%3%100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%可研口径LMFP2021LFP材料成本制造费用人工目录三、磷酸锰铁锂产业化路径

44、及量产进展市场开拓：已成功运用至两轮车，与三元复用打开车用市场量产进展：车用领域仍在测试，预计2022H2小批量展望未来：2025年市场空间有望达200亿+3.1 市场开拓：已成功运用至两轮车，与三元复用打开车用市场好，两轮车电池行业趋势：锂电替代铅酸是共识，拆分锂电材料看，星恒+天能积极推动锰铁锂上量。从两轮车锂电出货看，2019-2021H1锰酸锂占比43- 53%，占据主要市场，主要因为锰酸锂低成本（比铁锂还要低）+低温性能但 循环寿命不佳。1）两轮车电池龙头星恒电源主推锰酸锂路线并进行持续改进 ，验证锰酸锂+锰铁锂，锰酸锂+锰铁锂+三元等多种方案，2020年星恒发现 ，用 单晶锰酸锂搭

45、配锰铁锂得到的材料性能最为理想，减少锰溶出提升循环寿命，兼顾低成本，并于2021H2正式推出，目前主流产品已全部含锰铁锂。 2）两轮车龙二天能股份生产的18650锰铁锂电池已用于小牛电动车F0。车用各家产品还在送样验证阶段，与三元产品复配打开车用市场，纯用产业化可能还需要2-3年。表：2020-2021H1力泰客户主要为天能股份和星恒电源图：两轮车出货中电芯种类17%26%20%40%29%27%43%45%53%100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%201920202021H1铁锂三元锰酸锂41%15%9%6%5%24%星恒电源 科力远天能能源 芯驰博力威 其他4

46、1%15%8%6%5%25%星恒电源南都电源天能能源国轩高科博力威其他图：2019-2020年两轮车电池格局图：LMP+LMFP复配结构图图：小牛电动（G1选用LFP，G2将逐步切换为LMFP，G0/F0/C0/F2使用 LMFP）客户名称销售产品销售产品单价（万元/吨）交易总金额 （万元）天能能源帅福得能 源股份有限公司磷酸锰铁锂6201.5星恒电源股份有限 公司磷酸锰铁锂62.73.2 车用领域进展：仍在测试验证，预计2022H2小批量公司名称产品进展技术水平电池厂宁德时代磷酸锰铁锂电池已在今年上半年通过电池中试环节，正在送样品给车企测试，计 划下半年量产；投资力泰锂能（正极材料）-比亚迪

47、曾将LMFP作为主要研究方向，2015年推出LMFP量产车。磷酸锰铁锂与三元材料复合技术，磷酸锰铁锂制备，磷酸锰铁锂包覆等技 术国轩高科磷酸锰铁锂方面有相关技术储备和专利，在行业有突破的时候，将进行产业布局LFMP与三元材料复合技术，碳包覆、金属/碳纳米管复合掺杂磷酸锰铁锂 技术，以及磷酸锰铁锂前驱体制造技术亿纬锂能磷酸锰铁锂电池已在今年上半年通过电池中试环节，正在送样品给车企测试固相法制造磷酸锰铁锂专利欣旺达磷酸锰铁锂电池已在今年上半年通过电池中试环节，正在送样品给车企测试拥有磷酸锰铁锂改性正极材料专利碳材料作为包覆层正极材料厂德方纳米已规划44万吨产能，22年下半年11万吨产能投产。且规划

48、4.5万吨补锂剂产能， 与锰铁锂搭配使用，提升能量密度+循环性能。核心技术为液相法，拥有碳包覆、无碳磷酸锰铁锂、三元材料和磷酸锰铁 锂复合、磷酸锰铁锂纳米化等专利力泰锂能实现纳米级磷酸锰铁锂材料，现有年产2000吨磷酸锰铁锂生产线，近期又计划新建年产3000吨磷酸锰铁锂产线磷酸锰铁锂制备、掺杂、设备、前驱体、碳复合等技术容百科技与磷酸锰铁锂前沿企业天津斯特兰德（容百控股70%，二轮车等小动力市场每月 完成百吨出货量）、山西中贝新材年产能可达5000吨、四川新国荣合作（年产能 可达1500吨）。磷酸锰铁锂和高镍掺混使用当升科技公司磷酸锰铁锂材料已完成研发，目前处于客户认证阶段。预计随着产品认证及

49、 订单释放后，当升科技也将规模化布局相关产能独特前驱体技术，实现锰铁原子级融合。同时采用多元素组合改性，提高 电导率和结构稳定性。锰源湘潭电化目前电解二氧化锰年产能12.2万吨-红星发展目前高纯硫酸锰现阶段产能为3万吨 目前主流电池厂仍在进行测试中，宁德时代进展较快，预计2022H2小批量产，其次亿纬锂能、欣旺达在测试中。正极材料厂中，德方纳米产能 规划最大，下半年11万吨锰铁锂有望投产；力泰锂能已实现对两轮车出货；容百科技（控股公司已实现对两轮车出货）、当升科技推出新产品。表：主流企业磷酸锰铁锂材料布局情况3.2 车用领域进展：仍在测试验证，预计2022H2小批量上海鹏珈股权投资基 金合伙企

50、业宁德时代新能源科技 股份有限公司其他江苏力泰锂能科技有限公司眉山时代力泰新材料科技有限公司60%11%29%100%图：力泰锂能股权结构图宁波容百新能源科技股份有限公司其他天津斯科兰德科技有限公司68%江苏凤谷节能科技有限公司70%四川国荣新能科技有限公司临沂市中贝新材料有限公司80%深圳市鹏冠新材料科技有限公 司28%100%图：容百科技锰铁锂布局斯科兰德2021年12月31日2022年3月31日资产总额0.0610.075负债总额0.0540.068资产净额0.0070.007营业收入0.0760.029净利润-0.0030.000力泰锂能2021年12月31日2020年12月31日资产总额6.143营业收入0.0280.011净利润-0.192-0.173表：力泰锂能与斯科兰德财务数据力泰天津斯科兰德当升科技容百科技锰比例60%65%60%平均放电电压电压(V)4.34.53.9比容量(0.1C,25,mAh/g)155154比容量(0.2C,25,mAh/g)150140比容量(1C,25,mAh/g)140135143能量密度(0.2C,25,mWh/g)560600循环寿命(次)3000一次颗粒(nm)20-200比表面积(m2/g)12压实密度(g/cm3)2.352.3振实密度(g/cm