锂电凶「锰」

这是一个动力电池抢钱时代。

锂电池造富运动刚开启，就已经有一大波上游公司股价涨上天。好比磷酸铁锂质料*的德方纳米涨了7倍，三元质料*的容百科技涨了4倍。

以是每一次手艺变化都值得重视。相比还在主流的磷酸铁锂，磷酸锰铁锂已经蓄势待发。

36氪研究采访市场多方变量后发现，磷酸锰铁锂商业化的临界点确实已经到达。

产业链的每个位置都在实验捉住商机，对于动力电池这一创新点稀缺、却又出现需求向上的赛道来说，不容错过速率的竞赛和新质料带来的激情：

7月，欣旺达、亿纬锂能和宁德时代已将磷酸锰铁锂电池样品给车企送测；

上游质料企业试图实验新可能，好比三元质料龙头当升科技、容百科技也推出磷酸锰铁锂电池，意味着一只脚已踏入这一市场；

处于电池位置的比亚迪被传出正在测试德方纳米的B样品的新闻、宁德时代说其自研的电池M3P（磷酸锰铁锂-三元掺混的电池）最快今年底量产。

动力电池研发量产一样平常要履历ABC三个阶段，交付B样品意味着电池研发已经到达*阶段，即电芯研发验证已完成，将产物组装进模组或电池包。

换句话说，现在距离装车测试、最后大规模量产，仅约需1~2年的时间。

这无疑让在动力电池上寻找创新可能的从业者们看到了一个刺激点。

由于围绕动力电池，创新可能性可分为质料创新、结构创新和快充手艺三种，这是一项可替换性少、需长线投入的马拉松生意，因此锂电凶“锰”，新一轮竞赛已经拉开帷幕。

锰，在元素周期表上原子序数为25，排在铁元素前一位，在自然界中仅存在与铁所形成的矿石之中。

已往，锰*的用途是作为不锈钢的质料，防止其生锈或者侵蚀，有95%以上的锰用于钢铁冶金行业。但就和原本只用作农业化肥的磷一样，由于动力电池行业的突飞猛进，锰也展现出大规模跨界应用在锂电池的可能性。

这一浪潮正席卷产业链的每一个介入者，上至锰冶炼的化工厂，下至正极质料厂商，焦点推力来自于对新手艺极为渴求的动力电池和整车厂，一场围绕质料创新的造富运动似乎又将上演。36氪经由采访多家相关公司和投资机构，试图回覆以下问题：

1、为何锰元素在今天可以成为动力电池质料创新的主角？何以在现在突破商业化的临界点？

2、元素转变之下，这场质料变化中的介入者都有谁？处于什么位置的企业更有优势？

3、锰对上游产业的影响有多大？未来会成为继锂、镍、钴之后的第四种电池金属吗？

锰的时代怎么现在来了？

磷酸锰铁锂，顾名思义，是在磷酸铁锂中掺杂一定比例的锰元素，是现在业内有明确共识的手艺升级蹊径。

掺混锰元素后，磷酸锰铁锂的电压平台（4.1V）更高，相较磷酸铁锂（3.4V）可以提高15%-20%的能量密度，能量密度决议了动力电池的续航水平。凭证中银证券测算，磷酸锰铁锂的原质料成本比磷酸铁锂低约28%（锰铁比7：3）。

若何进一步明白磷酸锰铁锂的成本优势？

对比统一产业位置的晶圆制造可以发现，宁德时代的成本结构中跨越80%都是直接质料费，人工和制造用度降低空间极小，而中芯国际的直接质料费仅为9%。

（动力电池与晶圆制造成本端结构差异 图源：天风证券）

动力电池中，正极质料的成本占比又跨越了40%，以是即即是15~20%的能量密度提升，在上游锂矿价钱疯狂上涨的情形下，磷酸锰铁锂所能降低的综合成本也相当可观。而生长数年的磷酸铁锂电池也将到达理论的能量密度上限。

横向对比固态电池、钠离子和氢能这类对电池行业有推翻性变化的前沿手艺，磷酸锰铁锂作为磷酸铁锂的升级蹊径似乎并不性感，但胜在短期内商业化速率更快，能够看到市场远景。

由于动力电池行业仍属于传统的电化学产业，创新速率相对缓慢，产物需要在上下游间往返验证，不能能泛起像芯片在已往六十余年中，基于摩尔定律下的性能飞跃。

事实上，磷酸锰铁锂也并非全新的手艺系统。早在2013年，比亚迪就对外透露了这项手艺，声称可以将市面上的磷酸铁锂电池90Wh/Kg的能量密度提升至150Wh/Kg，到达主流三元质料的水平。

结构更早的另有美国化工巨头陶氏化学，陶氏在2008年就通过收购一家瑞士公司HPL，获得了磷酸锰铁锂的基础专利。厥后曾一度卖出了40吨磷酸锰铁锂给中航锂电（中创新航前身），同时送样给中国及日本的电池厂或车企，如比亚迪、丰田、松下、日立。

不外，那时海内政策环境没打开这一手艺的商业化窗口。由于成熟的磷酸铁锂系统是向磷酸锰铁锂升级的充实且需要条件，而彼时整体的液态电池手艺都还未生长成熟。

这之前，磷酸铁锂是否被市场买账和津贴强烈相关。2014年，新能源津贴政策倾向于高能量密度电池，有性能优势的三元质料装车量逐渐压过了磷酸铁锂。

彼时，因津贴更改，磷酸铁锂装机量泛起断崖式下跌，使得磷酸锰铁锂手艺方案被尘封，陶氏化学、比亚迪等公司都在2015年、2016年相继退出或终止研发。

这一手艺路径选择直到2020年才泛起拐点，比亚迪通过刀片电池的结构创新解决了磷酸铁锂能量密度较低的问题，重新将其推向了市场。

刀片电池将单体能量密度提高至160Wh/Kg~180Wh/Kg，循环寿命跨越4500次，寿命是通俗三元电池的三倍以上。

更主要的是，下游市场对电池质料综合性能（如平安性、快充手艺、产物成本）的需求，跨越了对续航里程的单一追求。因此，随着刀片电池产能爬坡，以及一众动力电池厂商的跟进，磷酸铁锂的装机量迅速攀升。

2022年上半年磷酸铁锂正式跨越了三元，这使得磷酸锰铁锂手艺重新获得青睐，吸引各大厂商跟进结构。

这是上游手艺创新研发投入应用于下游的大规模市场反馈，经由市场验证之后才气得以看清手艺路径的尺度谜底。

（2015-2022M5 磷酸铁锂与三元锂装车量）

此外，迫近商业化临界点的另一焦点因素是新能源汽车市场的结构转变。

例如，宁德时代率先推出的M3P电池，所适配的是A级车和B级车，续航里程将跨越700km。A级车是海内乘用车最主要的细分市场，占比达 55%-60%，但2021年纯电车仅占5.7%。

进一步剖析，磷酸铁锂得以跨越三元的主要缘故原由正在于A00级车型的推动。2021年，A00级车市场基本被新能源车所占领，电动化率到达了95% ，而其他级别为8%-20%，形成极大反差。超低价的五菱宏光mini EV在2021年孝顺了42.6万辆，销量仅次特斯拉。

（2021年1月-2022年5月新能源汽车分级别销量）

可以预见，作为家庭首购之选，A级和B级车（价钱约为10万-20万元）将成为新能源车渗透率继续上升的主力车型。

如上图所示，2022年1-5月，A级车销58.0万辆，同比增进157%；B级车销55.0万辆，同比增进112%，增速均跨越了A00级车。以是，磷酸锰铁锂的装机量或将极大受益于这一趋势转变。

巨头已拿到门票

作为一项被重新推向台前的手艺，磷酸锰铁锂相关的创业公司却寥寥。

缘故原由在于入场券难抢。现在对磷酸锰铁锂结构最深入的仍是巨头公司，其焦点优势就在于生产制造的壁垒。由于磷酸铁锂和磷酸锰铁锂的制备方式有相似性，手艺升级蹊径相对平滑，拥有资金和客户资源的玩家已将产能规模拉至万吨级别。

换句话说，磷酸铁锂龙头拥有竞争的先发优势。

依次按磷酸铁锂质料的市占率来看，湖南裕能、德方纳米、常州锂源、江西升华、融通高科等正极质料公司的*大客户均为宁德时代。

（2021年磷酸铁锂市场名目）

2021年宁德时代和比亚迪磷酸铁锂动力电池装机量划分为42.9GWh和25.2GWh，两者吃下了磷酸铁锂市场绝大多数的份额。宁德时代的结构速率也是最为*的。

以宁德时代宣布量产的M3P电池为例，M3P即为掺杂30%-70%的磷酸锰铁锂-三元方案。据中泰研究调研，已量产的电池预计为30%与中镍三元的掺混方案。

宁德时代背后的主要供应商就是德方纳米和江苏力泰锂能（宁德时代占有16%的股权），均是业内拥有磷酸锰铁锂制造专利和成熟产线的企业。据公司通告，德方纳米已设计的磷酸锰铁锂产能已到达44万吨，总投资约为100亿元。

那么，产物大规模量产的详细手艺难度在哪？

力泰锂能曾在去年9月办过一场内部的手艺交流，受访的高管就提到：磷酸铁锂是半导体，加点碳就可以，但锰铁锂是绝缘体，颗粒还很小导致加工手艺蹊径很难。行业内的手艺蹊径都还没有统一。

详细而言，磷酸锰铁锂的制备方式可分为两种——固相法和液相法，方式的原理就是夹杂锂化合物、铁化合物、磷化合物以及锰化合物，让其在特定环境下发生反映。

前者是将质料研磨成粉末直接夹杂，成本较低但可能夹杂不平均，后者是将质料消融在溶剂中举行反映，性能更好，但操作流程更庞大且可能反映不充实。

（图：磷酸锰铁锂主流制备方式固相法和液相法）

力泰锂能、湖南裕能均使用固相法，而德方纳米是液相法的头部企业。综合国金证券的调研信息，年产1万吨磷酸锰铁锂所需的投资额，若是用半固半液法生产约为1.8-2亿，和生产磷酸铁锂差不多，若是用液相法生产将凌驾0.2-0.6亿元。

高投入的产能投资和需要时间积累的客户资源，也加高了创业公司入局的门票钱。

君盛投资宋宇董事总司理对36氪剖析道，“动力电池正极质料的改变一直在举行，但基本没有创业公司的时机了，由于这个领域的改善是渐进式的，不是变化性的。那么这些巨头的生产能力和研发实力会碾压创业公司。”

在磷酸锰铁锂商业化落地在即的趋势下，*铺开产能的公司无疑会先淘得*桶金。例如，三元质料龙头的容百科技（市值624亿元），就选择用收购来缩短与对手的产能差距。

7月21日，容百科技宣布以3.89亿元的价钱收购天津斯科兰德，后者已经拥有了6200吨年产能的产线，掺混方案的产物循环寿命已达3000次，和主流的磷酸铁锂电池持平。容百科技首创人白厚善示意，已往容百一直没有介入磷酸铁锂的竞争，但现在磷酸锰铁锂是一个新的时机，接下来将借此踏入磷酸铁锂阵营。

而现在，36氪看到的磷酸锰铁锂创业公司仅珩创纳米一家，其首创团队来自陶氏化学以及GE，首席科学家余心迪博士曾是陶氏化学磷酸锰铁锂项目的焦点研发职员。

据领会，珩创纳米正在盐城建设年产5000吨的磷酸锰铁锂产线，年底将投产。今年2月，珩创纳米获得了过亿元pre-A轮融资，由悦达投资领投，高瓴创投、沃衍资源、创维团体等机构跟投。

“现在其他企业的焦点手艺壁垒在于组分及制造专利，但我们买断了陶氏化学关于磷酸锰铁锂所有焦点的专利，这是许多大厂所不具备的。”珩创纳米团结首创人林芝青博士告诉36氪。

珩创纳米所买断的磷酸锰铁锂组分专利中，中国专利笼罩了磷酸锰铁锂中锰含量跨越70%的专利权益，国际专利笼罩锰含量大于50%的专利权益。

这意味着，在海内，正极质料的锰铁好比果跨越7：3将需要支付给其一部门专利用度。而基于焦点的组分专利，珩创纳米能直接从基础化学结构上改善质料特征，手艺迭代速率更快。

第四种电池金属？

事实上，磷酸锰铁锂所带来的更大变量还在于锰金属自己。

“锰有可能成为未来正极质料中对照主要的元素，高电压平台/高克容量的几种质料系统中都有在加锰。”招商局创投丁立德对36氪示意。

这是由于，除了磷酸锰铁锂，另有锰酸锂、富锂锰基、钠电池中的锰基高锰普鲁士白、固态电池中的镍锰二元等新电池手艺蹊径，锰都是其中必不能少的电池金属。

相对于磷酸锰铁锂，用于两轮车的锰酸锂已经在去年大规模应用，2020年锰酸锂质料在二轮车电芯市场出货规模中*，市场份额达45%。而现在钠电池最有远景的应用市场为储能，这意味着，锰在未来的动力电池和储能电池的生长中都不会缺席。

基于此，中信证券研报示意随着新型锰基正极质料的渗透率提升，有望使得锂电池行业用锰量在2021-2035年间增进跨越10倍。受益于三元正极质料和锰酸锂质料出货量的快速增进，预计2025年锂电正极质料用锰量将跨越30万吨，2021-2025年复合增进率为32%。

在上游，海内相关的锰业上市公司红星生长、中钢天源和湘潭电化股价都在迅速拉升，7月中旬均走出了50％左右的上涨行情。上涨的焦点逻辑与磷化工企业类似——即在新能源仍处于卖方市场的情形下，借由已有的原质料优势，直接从传统化工股转变为了炙手可热的新能源标的。

从工艺流程上说，磷酸铁锂主要由碳酸锂和磷酸铁两个部门组成，磷酸铁生产链为磷矿-高纯磷酸/工业磷酸一铵-磷酸铁。磷化工和钛白粉企业都拥有低成本生产磷酸铁的能力，进入磷酸铁锂险些没有门槛。

（图：磷矿-磷酸铁锂产业链概览 图源：方正证券）

在磷酸铁锂爆火之后，上游多家磷化工巨头例如川恒股份、中核钛白和兴发团体，基于原质料泉源、加工手艺、成本控制的优势，也通过和锂电池下游厂商互助，或入股相关企业等方式，切入磷酸铁锂正极质料。

其中中核钛白就在去年2月，拟投资121亿元投产50万吨磷酸铁锂项目，随后市值一度从150亿拉升至394亿元。

对照磷化工的行业生长脉络，锰金属的大规模应用也将带给上游质料入局的时机。锰矿提炼出的产物主要分为电解二氧化锰和高纯硫酸锰，均为下游电池行业的主要质料。

以湘潭电化为例，其电解二氧化锰的现有年产能到达了12.2万吨、高纯硫酸锰的年产能到达了1万吨。据领会，湘潭电化的高纯硫酸锰已进入宁德时代供应链。

再如，钠电池三条蹊径之一层状氧化物蹊径，所用的过渡金属锰原质料是二氧化锰和硫酸锰。这条蹊径的主要玩家中科海钠，已在7月28日于阜阳投产全球*条钠电池产线，产能为1GWh。中科海钠的*、第三大股东为山西华阳股份和华为哈勃投资。

值得一提的是，湘潭电化在2016年时就参股确立正极质料公司湖南裕能，后者现任董事长谭新乔曾在湘潭电化担任董事长跨越八年。作为初创公司，湖南裕能仅用五年时间，两次行使股权置换获得了正极质料要害手艺，做到了磷酸铁锂阵营*。这些操作正是出自湘潭电化高管团队的手笔。

裕能作为绑定宁德时代和比亚迪的正极质料供应商，磷酸锰铁锂的商业化加速，无疑也将层层传导至湘潭电化。

就现在已验证商业化能力的方案来看，磷酸锰铁锂不仅可以纯用，完全替换磷酸铁锂作为动力电池的正极质料，也可以夹杂三元质料配合使用，降低对有数金属好比钴的依赖，从而提升一定的平安性和成本优势。

不外，任何化学物质都有优势和劣势。

劣势上，锰含量的增添会使电解液接触锰的数目增添，使得锰在充放电循环中的消融，从而影响电池的循环次数，这暂时限制了磷酸锰铁锂的纯用蹊径。

相对而言，*条蹊径锰含量较低，相关手艺也更成熟。林芝青告诉36氪：“磷酸锰铁锂的高电压平台跟三元*契合，夹杂20%的条件下对能量密度下降影响很小。另外由于磷酸锰铁锂耐热性能好，可以抑制三元极端情形下的氧释放，可以显著提升三元质料的平安性。”

因此，多家动力电池厂商率先推出的，都是磷酸锰铁锂和三元夹杂的正极质料方案。但这仍然是一种过渡方案，在走过这波行情之后，锰金属能否真正成为“第四种电池金属”，让产业链上生长出更大的企业，另有待时间磨练。