磷酸锰铁锂专题研究报告：大规模商业化应用在即-关注增量供应链

1、磷酸锰铁锂专题研究报告：大规模商业化应用在即_关注增量供应链1 磷酸锰铁锂产业链梳理大规模产业化前产业链公司均开始涉足磷酸锰铁锂，产业化爆发前夕。宁德时代、天能股份等电池厂开始布局磷酸锰铁锂电池；鹏欣资 源、德方纳米、当升科技均在近期公告锰铁锂或新型磷酸盐相关内容。产业链梳理相比磷酸铁锂，磷酸锰铁锂在原材料端主要多了锰资源。另外，中游正极和电池制造也与磷酸铁锂等技术路线存在差异。锰源供应链磷酸锰铁锂单吨锰用量约0.20.3吨。目前电池级硫酸锰制备难度较高，因而各公司所生产的产品在品质和收得率等方面 有较大差异。未来随着磷酸锰铁锂放量，电池级锰源需求有望迎来新一轮高增长。2 LMFP：补LFP、

2、NCM短板对比LFP、NCM：动力材料升级，LMFP综合性能突出LMFP与LFP均为有序的橄榄石结构，因此均拥有高安全性和稳定性；NCM具备密度大、电导率高等优势，然而使用寿命和安 全性缺乏。综合考虑理论性能和商业应用需求，LMFP以及包覆LMFP的NCM材料或是更好的选择。对比LFP优势：电压高，达到4.2V，低温性能好，能量密度比 LFP 高出 21%。对比NCM优势：电压高、安全性高、循环寿命长、在低成本的同时拥有与5系NCM电池几乎相同的能量密度。需要解决的难点：电导率低导致容量难以发挥、与电解质会发生副反应导致其材料的容量难以发挥、jahn-teller效应导 致其材料的容量难以发挥

3、等，生产制备存在一定壁垒，因此拥有专利技术、能够实现大规模量产的企业将构筑起核心竞 争力。LMFP复合材料：优势显著FP粒径比LFP、NCM小，LMFP粒径约35u，NCM10u，LMFP可以迁入NCM等进行复合，LMFP与其他正极材料复合后，其各 项指标相较单一用料优势明显。LMFP+NCM：优化效果“1+12”前，解决NCM安全等问题的主要手段有原子掺杂、表面包覆、与其它活性材料混用、改进制备方法等手段。在改性手段 方面，掺杂和包覆在专利申请中占据绝对主流地位，NCM表面包覆LMFP可以更有效地实现LMFP和NCF各自优势的最大化， 并有效解决了LMFP电导率低和NCM安全性低的问题。3

4、工艺路线：固液各有优劣，生产壁垒较高酸锰铁锂的制备方法与磷酸铁锂类似，主要有液相法和固相法两大类。固相法成本较低，液相法品质较高。 液相法主要有水热法、溶胶凝胶法、共沉淀法等，固相法则主要有碳热还原法和高温固相法。 每种方法各有优缺点，工业上最常用的合成方法主要有高温固相反应法和水热合成法， 这两种方法不仅可以用于大规模 生产， 同时合成过程容易与碳包覆、纳米化、体相搂杂等材料改性过程结合在一起，方便改善材料电化学性能。锰铁比例：核心要素之一磷酸锰铁锂的锰铁比例会对材料性质有重大影响。随着锰比例增加，材料的能量密度会增大，并将锂电压从3.5V提高到 4.1V，这两个电压分别两个充放电平台（对应

5、于Fe 2+与Fe3+、Mn2+与Mn3+之间的氧化还原反应），但是与此同时，材料在电 池中的极化增大，放电容量和倍率性能变差，特别在锰含量超过一半时，材料电化学性能恶化严重，这意味着单纯增加 锰的含量会明显降低电池的放电效率，进而影响电池容量与安全性。材料的循环稳定性不随锰含量的増加而改变，这是因为橄揽石结构稳定，在充放电后不会有析氧现象，结构不发化改变。 这意味着磷酸锰铁锂与其他正极材料混合后，将一定程度上提升电池循环性能。如何改良：调整锰铁比例与改性技术磷酸锰铁锂需要改性技术提升电化学性质。具体方式为通过调整体系中的锰铁含量叠加碳包覆等改性技术，使材料的电 化学性能得到改善。 改性技术主

6、要包括三种：1、掺杂：掺杂的磷酸锰铁锂-碳复合材料制备，提高电导率和电容量；2、包覆：包覆三元磷酸 锰铁锂复合材料制备，提高电导率和稳定性、控制尺寸；3、纳米化：一种纳米掺杂磷酸铁锂的制备方法，较小粒径以提 高电容量。4 应用场景：双轮已进终端，四轮放量在即由于LMFP具有复合性可以NCM、LFP、LMO等正极材料复合使用，其复合材料大大加强了能量密度、循环次数、低温性能等， 进而大大拓宽了其运用场景。LMFP+LMO：二轮车、电动汽车、电动工具、储能等；LMFP+NCM+LMO：复合材料应用于电动汽车、二轮车、电动工具等；LMFP+NCM：高续航电动汽车、3C等；LMFP+LCO：3C领域。

7、两轮车市场：已进终端，放量在即据EVTank发布白皮书数据统计，2020年，中国锂电版电动两轮车的产量达到1136万辆，总体渗透率达到23.5%，同比增长 84.7%。随着两轮车新国标落地执行力度加大与大量共享项目入场，预计两轮车锂电化速度将会快速攀升，预计到2025年 整个锂电版电动两轮车的市场渗透率接近60%。 由于LMFP+LMO复合材料拥有安全性、性价比、低温性能、循环性能等综合优势，可以称为两轮车领域目前综合性能最优 异的锂电系统之一。LMFP目前已进入两轮车终端市场并且逐渐开始放量。 目前，在两轮车锂电市场中，部分龙头公司如星恒、天能均以LMFP作为战略方向，不断加快生产布局。四轮

8、车：市场共识，替换逻辑四轮车市场需求爆发已成共识，LMFP与NCM、LFP等材料复合而成的新型材料在多方面具有巨大优势，如能量密度相较LFP 提升15%-20%左右，已基本与5系NCM电池相当，且相对5系NCM电池还具有成本优势。 我们预测，一旦部分厂商产能释放，磷酸锰铁锂替换增量将会爆发。5 竞争格局：先发者，有望拔得头筹量产工艺、客户绑定优势者有望构筑壁垒由于磷酸锰铁锂是磷酸铁锂技术路线重要的升级方向之一，国内外各大厂商均有布局。由于生产工艺较为复杂，目前小 部分公司已开始尝试产业化，未来拥有工艺专利技术以及可以大规模量产的公司有望拔得头筹。 目前国内布局磷酸锰铁锂的正极公司有鹏欣资源、德方纳米、当升科技、鹏欣资源、百川股份、中贝新材料、天津斯特 兰等；布局磷酸锰铁锂专利技术的电池厂商：宁德时代、国轩高科等。先发优势：专利保护，优势明显截至2021年9月，国内现有关于LMFP的专利数仅为172项，其中，拥有LMFP制备方法专利的企业更是稀缺，得益于对LMFP专 利的保护性。 优化技术壁垒高，实现优化和量产的企业具备先发优势。业内通过碳包覆、离子掺杂、纳米化等手段，使电导率有较大 的改善，同时对Jahn-Teller效应有显著