正极材料：正极材料发展新方向 磷酸锰铁锂迎来发展机会

主要观点：
正极材料成本决定锂离子电池成本，推动降本增效技术发展。锂离子电池工作核心是锂离子的嵌入和脱嵌，正极材料作为锂离子的来源成为提高电池性能的关键，而且正极材料成本在锂离子电池各部件中占比最大，因此正极材料的成本决定着锂离子电池的成本。新能源补贴政策的退坡、上游金属原材料价格的上升以及终端新能源汽车需求的增加，推动着降本增效技术的发展。目前，正极材料市场以磷酸铁锂和三元材料为主流，并在此基础上衍生出磷酸锰铁锂、高镍化三元材料、富锂锰基材料等。
磷酸锰铁锂有望实现高电压和低成本兼得。与磷酸铁锂相比，磷酸锰铁锂具备高电压、高能量密度以及更好的低温性能。二者理论容量均为170mAh/g，但磷酸铁锂电压平台只有3.4V，而磷酸锰铁锂可以达到4.1V，这使得LMFP的能量密度比LFP提高15%。在低温性能方面，德方纳米各类纳米磷酸铁锂在-20℃下容量保持率约为67%，而磷酸锰铁锂可以保持在71%，在与质量占比15%的三元材料混合时保持率甚至可以达到74%。与三元材料相比，LMFP具备更低的成本、更高的循环次数以及更稳定的结构。三元材料中含有稀有贵金属金属原材料钴和镍，价格昂贵，而LMFP中主要元素为锰和铁，市场价格远低于钴和镍，可以保持较低的成本。另外磷酸锰铁锂的循环寿命高达2000次，而三元材料仅在800次-2000次之间，差距较为明显。从结构来看，具备橄榄石结构的LMFP相比层状结构的三元材料更安全、更稳定。
磷酸锰铁锂缺点催化改性技术发展。LMFP导电性差、锂离子扩散速率低、Jahn-Teller效应使锰析出导致循环寿命衰减、循环稳定性降低。这些缺点是制约LMFP投入市场大规模应用的主要因素，由此催化出一系列改性措施。纳米化、包覆、掺杂及微观形貌调控等措施单一或协同作用可以针对磷酸铁锰锂的缺点进行性能改良。
供需变动促进磷酸锰铁锂的发展。上游金属原材料钴和镍资源稀缺，仅分别占全国有色金属矿产的0.43%、0.01%，供给紧张，价格昂贵，导致三元材料成本居高不下，此时降本为关键。在保证材料电化学性能的基础上，通过将LMFP与三元材料混用，在结合二者优势的基础上降低钴和镍的使用量，可以大大降低成本。终端客户对于新能源汽车性能和价格的需求不断攀升，新能源补贴政策的退坡以及目前主流市场LFP和三元材料无法同时满足低成本和高电压，驱动着正极材料技术的提升，LMFP迎来发展机会。
磷酸锰铁锂产业化进程加快。国内正极材料和电池厂商近年来不断布局LMFP相关新技术，专利数量逐年攀升。截至2022年6月，国家知识产权局已公告相关专利240项，其中比亚迪和国轩高科相关专利数量稳居前列。同时各厂商也开始布局LMFP的产能建设，正极材料厂商包括德方纳米、当升科技、力泰锂能等公司均已开始开发磷酸锰铁锂材料，电池厂商宁德时代也开始布局相关投资。
LMFP应用前景广阔。LMFP的应用可以与单晶锰酸锂混掺、与三元混用以及单独使用。目前雅迪和星恒已开发出LMFP与单晶锰酸锂混掺相关系列电池；通过与三元材料混用，其复合材料可以有效提升比容量、低温性能以及循环寿命，并改善三元材料高成本和低稳定性的缺点，更好的发挥成本优势；天能生产的磷酸锰铁锂18650电池已成功应用在小牛新款F0系列电动二轮车中，其低温性能提升超25%，但LMFP单独使用仍存在诸多技术难题，比如双电压平台问题以及Jahn-Teller效应使锰析出等问题。如果成功攻克相比LFP可以提高15%的能量密度，相比三元材料也会更安全、成本更低。
投资建议：
随着磷酸铁锂的能量密度几乎达到上限，磷酸锰铁锂或将成为新的发展方向。再加之上游原材料价格上升、下游对成本和性能的双需求等市场供需波动的影响，以及国家新能源汽车补贴政策的退补，磷酸锰铁锂作为磷酸铁锂的升级产品，应用前景丰富多样，其未来市场空间非常广阔。我们建议关注相关技术已实现突破并具备产能的正极材料企业以及有望率先应用的电池企业，推荐德方纳米、当升科技、宁德时代、比亚迪。
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