能源电池加锰，已到造富前夜丨36氪新风向lite

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文 | 周有辉、庸俗
编纂 | 彭孝秋
这是一个能源电池抢钱时期。
锂电池造富静止刚开启，就曾经有一大波下游公司股价涨入地。好比磷酸铁锂资料第二的德方纳米涨了7倍，三元资料第一的容百科技涨了4倍。
所以每一个次技术改革都值得注重。比拟还在主流的磷酸铁锂，磷酸锰铁锂曾经蓄势待发。
36氪钻研采访市场多方变量后发现，磷酸锰铁锂商业化的临界点的确曾经抵达。
产业链的每个地位都在尝试捉住商机，关于能源电池这一翻新点稀缺、却又呈现需要向上的赛道来讲，不容错过速度的比赛和新资料带来的豪情：
7月，欣旺达、亿纬锂能和宁德时期已将磷酸锰铁锂电池样品给车企送测；下游资料企业试图尝试新可能，好比三元资料龙头当升科技、容百科技也推出磷酸锰铁锂电池，象征着一只脚已踏入这一市场；处于电池地位的比亚迪被传出正在测试德方纳米的B样品的动静、宁德时期说其自研的电池M3P（磷酸锰铁锂-三元掺混的电池）最快往年底量产。能源电池研发量产个别要阅历ABC三个阶段，交付B样品象征着电池研发曾经抵达第二阶段，即电芯研发验证已实现，将产品组装进模组或电池包。
换句话说，此刻间隔卸车测试、最初大范围量产，仅约需1~2年的时间。
这无疑让在能源电池上寻觅翻新可能的从业者们看到了一个安慰点。
由于环抱能源电池，翻新可能性可分为资料翻新、构造翻新和快充技术三种，这是一项可代替性少、需长线投入的马拉松生意，因此锂电凶“锰”，新一轮比赛曾经拉开帷幕。
锰，在元素周期表上原子序数为25，排在铁元素前一名，在天然界中仅存在与铁所造成的矿石之中。
过来，锰最大的用处是作为不锈钢的资料，避免其生锈或者侵蚀，有95%以上的锰用于钢铁冶金行业。但就和本来只用作农业化肥的磷同样，由于能源电池行业的日新月异，锰也展示出大范围跨界运用在锂电池的可能性。
这一浪潮正席卷产业链的每一个个参预者，上至锰冶炼的化工厂，下至正极资料厂商，中心推力来自于对新技术极其渴求的能源电池和整车厂，一场环抱资料翻新的造富静止似乎又将演出。36氪通过采访多家相干公司和投资机构，试图回答下列问题：
1、为什么锰元素在明天能够成为能源电池资料翻新的配角？何以在此刻冲破商业化的临界点？
2、元素变动之下，这场资料改革中的参预者都有谁？处于甚么地位的企业更有劣势？
3、锰对下游产业的影响有多大？将来会成为继锂、镍、钴之后的第四种电池金属吗？
一、锰的时期怎么当初来了？
磷酸锰铁锂，望文生义，是在磷酸铁锂中搀杂一定比例的锰元素，是目前业内有明白共鸣的技术降级线路。
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）能够进步15%-20%的能量密度，能量密度抉择了能源电池的续航程度。按照中银证券测算，磷酸锰铁锂的原资料本钱比磷酸铁锂低约28%（锰铁比7：3）。

磷酸锰铁锂和磷酸铁锂机能比较
如何进一步了解磷酸锰铁锂的本钱劣势？
比较同一产业地位的晶圆制作能够发现，宁德时期的本钱构造中超过80%都是间接资料费，人工和制作费用升高空间极小，而中芯国内的间接资料费仅为9%。

能源电池与晶圆制作本钱端构造差别图源：天风证券
能源电池中，正极资料的本钱占比又超过了40%，所以即使是15~20%的能量密度晋升，在下游锂矿价钱疯狂下跌的状况下，磷酸锰铁锂所能升高的综分解本也至关可观。而开展数年的磷酸铁锂电池也将达到实践的能量密度下限。
横向比较固态电池、钠离子和氢能这种对电池行业有推翻性改革的前沿技术，磷酸锰铁锂作为磷酸铁锂的降级线路似乎其实不性感，但胜在短时间内商业化速度更快，可以看到市场前景。
由于能源电池行业仍属于传统的电化学产业，翻新速度相对于迟缓，产品需求在上上游间往返验证，不成能泛起像芯片在过来六十余年中，基于摩尔定律下的机能奔腾。
事实上，磷酸锰铁锂也并不是全新的技术体系。早在2013年，比亚迪就对外透露了这项技术，宣称能够将市面上的磷酸铁锂电池90Wh/Kg的能量密度晋升至150Wh/Kg，达到主流三元资料的程度。
规划更早的还有美国化工巨头陶氏化学，陶氏在2008年就经过收购一家瑞士公司HPL，获取了磷酸锰铁锂的根底专利。起初曾一度卖出了40吨磷酸锰铁锂给中航锂电（中翻新航前身），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，过后国际政策环境没关上这一技术的商业化窗口。由于成熟的磷酸铁锂体系是向磷酸锰铁锂降级的充沛且须要前提，而彼时总体的液态电池技术都还未开展成熟。
这以前，磷酸铁锂是不是被市场买账和补助强烈相干。2014年，新动力补助政策偏向于高能量密度电池，有机能劣势的三元资料卸车量渐渐压过了磷酸铁锂。
彼时，因补助变化，磷酸铁锂装机量泛起断崖式上涨，使得磷酸锰铁锂技术计划被尘封，陶氏化学、比亚迪等公司都在2015年、2016年接踵退出或终止研发。
这一技术门路选择直到2020年才泛起拐点，比亚迪经过刀片电池的构造翻新解决了磷酸铁锂能量密度较低的问题，从新将其推向了市场。
刀片电池将单体能量密度进步至160Wh/Kg~180Wh/Kg，循环寿命超过4500次，寿命是普通三元电池的三倍以上。
更首要的是，上游市场对电池资料综合机能（如平安性、快充技术、产品本钱）的需要，超过了对续航里程的繁多寻求。因此，跟着刀片电池产能爬坡，以及一众能源电池厂商的跟进，磷酸铁锂的装机量迅速攀升。
2022年上半年磷酸铁锂正式超过了三元，这使得磷酸锰铁锂技术从新获取青眼，吸引各大厂商跟进规划。
这是下游技术翻新研发投入运用于上游的大范围市场反馈，通过市场验证之后能力得以看清技术门路的规范谜底。

2015-2022M5 磷酸铁锂与三元锂卸车量
另外，迫近商业化临界点的另外一中心要素是新动力汽车市场的构造变动。
例如，宁德时期率先推出的M3P电池，所适配的是A级车和B级车，续航里程将超过700km。A级车是国际乘用车最次要的细分市场，占比达 55%-60%，但2021年纯电车仅占5.7%。
进一步剖析，磷酸铁锂得以超过三元的首要缘故正在于A00级车型的推进。2021年，A00级车市场根本被新动力车所占据，电动化率达到了95%+，而其余级别为8%-20%，造成极大反差。超高价的五菱宏光mini EV在2021年奉献了42.6万辆，销量仅次特斯拉。

2021年1月-2022年5月新动力汽车分级别销量
能够预见，作为家庭首购之选，A级和B级车（价钱约为10万-20万元）将成为新动力车浸透率持续回升的主力车型。
如上图所示，2022年1-5月，A级车销58.0万辆，同比增长157%；B级车销55.0万辆，同比增长十一2%，增速均超过了A00级车。所以，磷酸锰铁锂的装机量或将极大受害于这一趋向变动。
二、巨头已拿到门票
作为一项被从新推向台前的技术，磷酸锰铁锂相干的守业公司却寥寥。
缘故在于入场券难抢。目前对磷酸锰铁锂规划最深化的还是巨头公司，其中心劣势就在于出产制作的壁垒。由于磷酸铁锂和磷酸锰铁锂的制备办法有类似性，技术降级线路相对于平滑，具有资金和客户资源的玩家已将产能范围拉至万吨级别。
换句话说，磷酸铁锂龙头具有竞争的先发劣势。
挨次按磷酸铁锂资料的市占率来看，湖南裕能、德方纳米、常州锂源、江西升华、融通高科等正极资料公司的第一大客户均为宁德时期。

2021年磷酸铁锂市场格式
2021年宁德时期和比亚迪磷酸铁锂能源电池装机量分别为42.9GWh和25.2GWh，二者吃下了磷酸铁锂市场绝大少数的份额。宁德时期的规划速度也是最为当先的。
以宁德时期宣告量产的M3P电池为例，M3P即为搀杂30%-70%的磷酸锰铁锂-三元计划。据中泰钻研调研，已量产的电池预计为30%与中镍三元的掺混计划。
宁德时期面前的首要供给商就是德方纳米和江苏力泰锂能（宁德时期占有16%的股权），均是业内具有磷酸锰铁锂制作专利和成熟产线的企业。据公司布告，德方纳米已布局的磷酸锰铁锂产能已达到44万吨，总投资约为100亿元。
那末，产品大范围量产的详细技术难度在哪？
力泰锂能曾在去年9月办过一场外部的技术交流，受访的高管就提到：磷酸铁锂是半导体，加点碳就能，但锰铁锂是绝缘体，颗粒还很小致使加工技术线路很难。行业内的技术线路都尚无一致。
详细而言，磷酸锰铁锂的制备办法可分为两种——固相法和液相法，办法的原理就是混合锂化合物、铁化合物、磷化合物以及锰化合物，让其在特定环境下产生反映。
前者是将原料研磨成粉末间接混合，本钱较低但可能混合不平均，后者是将原料溶解在溶剂中进行反映，机能更好，但操作流程更繁杂且可能反映不充沛。

磷酸锰铁锂主流制备办法固相法和液相法
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，假如用半固半液法出产约为1.8-2亿，和出产磷酸铁锂差未几，假如用液相法出产将高出0.2-0.6亿元。
高投入的产能投资和需求时间积攒的客户资源，也加高了守业公司入局的门票钱。
君盛投资宋宇董事总经理对36氪剖析道，“能源电池正极资料的改动始终在进行，但根本没有守业公司的时机了，由于这个畛域的改进是渐进式的，不是改革性的。那末这些巨头的出产才能和研发实力会碾压守业公司。”
在磷酸锰铁锂商业化落地期近的趋向下，最早铺开产能的公司无疑会先淘得第一桶金。例如，三元资料龙头的容百科技（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，容百科技宣告以3.89亿元的价钱收购天津斯科兰德，后者曾经具有了6200吨年产能的产线，掺混计划的产品循环寿命已达3000次，和主流的磷酸铁锂电池持平。容百科技开创人白厚善表现，过来容百始终没有参预磷酸铁锂的竞争，但当初磷酸锰铁锂是一个新的时机，接上去将借此踏入磷酸铁锂营垒。
而目前，36氪看到的磷酸锰铁锂守业公司仅珩创纳米一家，其开创团队来自陶氏化学以及GE，首席迷信家余心迪博士曾是陶氏化学磷酸锰铁锂名目的中心研发人员。
据理解，珩创纳米正在盐城建立年产5000吨的磷酸锰铁锂产线，年底将投产。往年2月，珩创纳米获取了过亿元pre-A轮融资，由悦达投资领投，高瓴创投、沃衍资本、创维团体等机构跟投。
“目前其余企业的中心技术壁垒在于组分及制作专利，但咱们买断了陶氏化学对于磷酸锰铁锂一切中心的专利，这是得多大厂所不具备的。”珩创纳米联结开创人林芝青博士告知36氪。
珩创纳米所买断的磷酸锰铁锂组分专利中，中国专利掩盖了磷酸锰铁锂中锰含量超过70%的专利权利，国内专利掩盖锰含量大于50%的专利权利。
这象征着，在国际，正极资料的锰铁好比果超过7：3将需求领取给其一部份专利费用。而基于中心的组分专利，珩创纳米能间接从根底化学构造上改进资料特性，技术迭代速度更快。
三、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身。
“锰有可能成为将来正极资料中对比首要的元素，高电压平台/高克容量的几种资料体系中都有在加锰。”招商局创投丁立德对36氪表现。
这是由于，除了磷酸锰铁锂，还有锰酸锂、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技术线路，锰都是其中必不成少的电池金属。
相对于于磷酸锰铁锂，用于两轮车的锰酸锂曾经在去年大范围运用，2020年锰酸锂资料在二轮车电芯市场出货范围中排名第一，市场份额达45%。而目前钠电池最有前景的运用市场为储能，这象征着，锰在将来的能源电池和储能电池的开展中都不会缺席。
基于此，中信证券研报表现跟着新型锰基正极资料的浸透率晋升，无望使得锂电池行业用锰量在2021-2035年间增长超过10倍。受害于三元正极资料和锰酸锂资料出货量的疾速增长，预计2025年锂电正极资料用锰量将超过30万吨，2021-2025年复合增长率为32%。
在下游，国际相干的锰业上市公司红星开展、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％摆布的下跌行情。下跌的中心逻辑与磷化工企业相似——即在新动力仍处于卖方市场的状况下，借由已有的原资料劣势，间接从传统化工股转变成了煊赫一时的新动力标的。
从工艺流程上说，磷酸铁锂次要由碳酸锂和磷酸铁两个部份组成，磷酸铁出产链为磷矿-高纯磷酸/工业磷酸一铵-磷酸铁。磷化工和钛白粉企业都具有低本钱出产磷酸铁的才能，进入磷酸铁锂简直没有门坎。

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，下游多家磷化工巨头例如川恒股分、中核钛白和兴发团体，基于原资料来源、加工技术、本钱管制的劣势，也经过和锂电池上游厂商协作，或入股相干企业等形式，切入磷酸铁锂正极资料。
其中中核钛白就在去年2月，拟投资十二1亿元投产50万吨磷酸铁锂名目，随后市值一度从150亿拉升至394亿元。
对比对于磷化工的行业开展脉络，锰金属的大范围运用也将带给下游资料入局的时机。锰矿提炼出的产品次要分为电解二氧化锰和高纯硫酸锰，均为上游电池行业的首要原料。
以湘潭电化为例，其电解二氧化锰的现有年产能达到了十二.2万吨、高纯硫酸锰的年产能达到了1万吨。据理解，湘潭电化的高纯硫酸锰已进入宁德时期供给链。
再如，钠电池三条线路之一层状氧化物线路，所用的过渡金属锰原资料是二氧化锰和硫酸锰。这条线路的首要玩家中科海钠，已在7月28日于阜阳投产寰球第一条钠电池产线，产能为1GWh。中科海钠的第二、第三大股东为山西华阳股分和华为哈勃投资。
值得一提的是，湘潭电化在2016年时就参股创建正极资料公司湖南裕能，后者现任董事长谭新乔曾在湘潭电化负责董事长超过八年。作为初创公司，湖南裕能仅用五年时间，两次利用股权置换获取了正极资料症结技术，做到了磷酸铁锂营垒第一。这些操作恰是出自湘潭电化高管团队的手笔。
裕能作为绑定宁德时期和比亚迪的正极资料供给商，磷酸锰铁锂的商业化减速，无疑也将层层传导至湘潭电化。
就目前已验证商业化才能的计划来看，磷酸锰铁锂不只能够纯用，彻底代替磷酸铁锂作为能源电池的正极资料，也能够混合三元资料配合使用，升高对罕见金属好比钴的依赖，从而晋升一定的平安性和本钱劣势。
不外，任何化学物资都有劣势和优势。
优势上，锰含量的减少会使电解液接触锰的数量减少，使得锰在充放电循环中的溶解，从而影响电池的循环次数，这临时限度了磷酸锰铁锂的纯用线路。
相对于而言，第二条线路锰含量较低，相干技术也更成熟。林芝青告知36氪：“磷酸锰铁锂的高电压平台跟三元完善契合，混合20%的前提下对能量密度降落影响很小。此外因为磷酸锰铁锂耐热机能好，能够按捺三元极端状况下的氧释放，能够显著晋升三元资料的平安性。”
因此，多家能源电池厂商率先推出的，都是磷酸锰铁锂和三元混合的正极资料计划。但这依然是一种过渡计划，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”，让产业链上成长出更大的企业，还有待时间考验。
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