三元摻雜錳酸鋰有哪些優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)？

三元材料價(jià)格的持續(xù)高企，導(dǎo)致鋰電池廠(chǎng)商的利潤(rùn)受到侵蝕，不少?gòu)S商在降本的道路上開(kāi)始“另辟蹊徑”。

一方面想保證高能量密度，一方面又想降低成本，三元摻雜錳酸鋰的正極材料方案成為不少動(dòng)力電池廠(chǎng)商秘而不宣之舉。

一位電池企業(yè)采購(gòu)向高工鋰電透露，一些電池企業(yè)通過(guò)三元摻雜錳酸鋰的方案可以將電池的價(jià)格做得很低，而公司暫時(shí)沒(méi)有這樣方案，所以公司寧愿外采一部分電芯而非全部自己做，以獲得PACK的微薄利潤(rùn)。

高工鋰電了解到，根據(jù)客戶(hù)對(duì)成本的要求，電池廠(chǎng)可將錳酸鋰的摻雜比例定為8:2、7:3，更有甚者做到5:5，成本下降空間可以達(dá)到5%-15%不等。

三元摻雜錳酸鋰的優(yōu)勢(shì)在于：1、可以降低成本，當(dāng)前三元材料和錳酸鋰的差價(jià)在14-16萬(wàn)元/噸，即使考慮到壓實(shí)密度，錳酸鋰的添加對(duì)于降低成本的效果依然明顯；

2、可以改善安全性，錳酸鋰結(jié)構(gòu)本身比三元材料穩(wěn)定，摻雜錳酸鋰可以幫助容量較大的純?nèi)姵赝ㄟ^(guò)針刺、過(guò)充等安全性試驗(yàn)；

3、提升倍率性能，錳酸鋰倍率性能優(yōu)異，與三元混合之后也可以在一定程度上提升電池的倍率性能。

當(dāng)然，三元摻雜了錳酸鋰之后也存在明顯的缺點(diǎn)：1、錳酸鋰壓實(shí)密度較低，摻雜之后整個(gè)化學(xué)體系的容量會(huì)下降，電池能量密度也會(huì)有所降低；2、如果電解液匹配不好，循環(huán)壽命會(huì)大幅減弱；3、在放電截止電壓過(guò)低時(shí)，一部分三元中的鋰離子可能進(jìn)入錳酸鋰的3V平臺(tái)，導(dǎo)致錳酸鋰結(jié)構(gòu)受到破壞，嚴(yán)重影響電池性能。

一位業(yè)內(nèi)技術(shù)人士向高工鋰電表示，三元摻雜了錳酸鋰之后，充放電曲線(xiàn)和原來(lái)會(huì)不一樣，因此電池管理系統(tǒng)需要進(jìn)行一定的調(diào)整。同時(shí)，電解液的配合是目前最大的障礙，在其他組成均不變換的條件下，只更換電解液，對(duì)于錳酸鋰的性能，尤其是高溫性能影響非常之大。

因此，目前電池行業(yè)中，囿于產(chǎn)品性能、能量密度、循環(huán)壽命等瓶頸，三元摻錳酸鋰主要是用作降本途徑，多數(shù)用于低速車(chē)、電動(dòng)自行車(chē)、移動(dòng)充電寶等低端產(chǎn)品領(lǐng)域，應(yīng)用在高端動(dòng)力和數(shù)碼領(lǐng)域還較少。

不過(guò)近期，高工鋰電獲悉，目前已經(jīng)有三元摻錳酸鋰方案的純電動(dòng)專(zhuān)用車(chē)在市場(chǎng)上有所應(yīng)用。這意味著電池廠(chǎng)商在三元摻錳酸鋰電池的性能技術(shù)方面已經(jīng)有所突破。

隨著三元摻錳技術(shù)方案的成熟，不排除短期內(nèi)該技術(shù)路線(xiàn)在動(dòng)力領(lǐng)域獲得一定市場(chǎng)份額的可能。

值得注意的是，三元與錳酸鋰混合的正極材料路線(xiàn)早已聞名全球，如日產(chǎn)聆風(fēng)（Leaf）、美國(guó)通用沃藍(lán)達(dá)（Volt），其電池主要是以錳酸鋰為主體，混合部分高能量密度活性三元材料作為正極。國(guó)內(nèi)電池企業(yè)包括星恒電源也長(zhǎng)期堅(jiān)守這一發(fā)展路線(xiàn)，并拿下了國(guó)內(nèi)錳酸鋰體系專(zhuān)用車(chē)市場(chǎng)的絕大部分市場(chǎng)份額，目前正在向乘用車(chē)市場(chǎng)延伸。

不過(guò)，與上述以錳系材料為主體的電池不同，本文主要探討的是以三元材料為主體摻雜錳酸鋰的降本路徑。

事實(shí)上，今年上半年，三元材料價(jià)格維持高位，雖然其中重要的鈷元素價(jià)格在高位略有下滑，但帶給電池企業(yè)的成本壓力依然較大。對(duì)于電池企業(yè)而言，運(yùn)用三元摻錳酸鋰的方案，短期內(nèi)未嘗不是一種選擇。

但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，在發(fā)展高能量密度的趨勢(shì)、產(chǎn)品原材料上升和下游補(bǔ)貼下降等多重壓力下，高鎳三元正極材料才是更具優(yōu)勢(shì)的解決方案。隨著技術(shù)工藝進(jìn)步及良品率的提升，高鎳三元材料有望成為電池生產(chǎn)商控制成本、獲得更高收益的有效手段。