编辑 | 彭孝秋
这是一个动力电池抢钱时期。
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。比如磷酸铁锂材料第二的德方纳米涨了7倍，三元材料第一的容百科技涨了4倍。
以是每一次技能变革都值得重视。比较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创造，磷酸锰铁锂商业化的临界点确实已经到达。
家当链的每个位置都在考试测验捉住商机，对付动力电池这一创新点稀缺、却又呈现需求向上的赛道来说，不容错过速率的竞赛和新材料带来的激情：
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；上游材料企业试图考试测验新可能，比如三元材料龙头当升科技、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、宁德时期说其自研的电池M3P（磷酸锰铁锂-三元掺混的电池）最快今年底量产。动力电池研发量产一样平常要经历ABC三个阶段，交付B样品意味着电池研发已经到达第二阶段，即电芯研发验证已完成，将产品组装进模组或电池包。
换句话说，此刻间隔装车测试、末了大规模量产，仅约需1~2年的韶光。
这无疑让在动力电池上探求创新可能的从业者们看到了一个刺激点。
由于环绕动力电池，创新可能性可分为材料创新、构造创新和快充技能三种，这是一项可替代性少、需长线投入的马拉松买卖，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。
过去，锰最大的用场是作为不锈钢的材料，防止其生锈或者堕落，有95%以上的锰用于钢铁冶金行业。但就和原来只用作农业化肥的磷一样，由于动力电池行业的突飞年夜进，锰也展现出大规模跨界运用在锂电池的可能性。
这一浪潮正席卷家当链的每一个参与者，上至锰冶炼的化工厂，下至正极材料厂商，核心推力来自于对新技能极为渴求的动力电池和整车厂，一场环绕材料创新的造富运动彷佛又将上演。36氪经由采访多家干系公司和投资机构，试图回答以下问题：
1、为何锰元素在本日可以成为动力电池材料创新的主角？何以在此刻打破商业化的临界点？
2、元素变革之下，这场材料变革中的参与者都有谁？处于什么位置的企业更有上风？
3、锰对上游家当的影响有多大？未来会成为继锂、镍、钴之后的第四种电池金属吗？
一、锰的时期怎么现在来了？
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，是目前业内有明确共识的技能升级路线。
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，能量密度决定了动力电池的续航水平。根据中银证券测算，磷酸锰铁锂的原材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性能比拟
如何进一步理解磷酸锰铁锂的本钱上风？
比拟同一家本地位的晶圆制造可以创造，宁德时期的本钱构造中超过80%都是直接材料费，人工和制造用度降落空间极小，而中芯国际的直接材料费仅为9%。
动力电池与晶圆制造本钱端构造差异 图源：天风证券
动力电池中，正极材料的本钱占比又超过了40%，以是即便是15~20%的能量密度提升，在上游锂矿价格猖獗上涨的情形下，磷酸锰铁锂所能降落的综合本钱也相称可不雅观。而发展数年的磷酸铁锂电池也将达到理论的能量密度上限。
横向比拟固态电池、钠离子和氢能这类对电池行业有颠覆性变革的前沿技能，磷酸锰铁锂作为磷酸铁锂的升级路线彷佛并不性感，但胜在短期内商业化速率更快，能够看到市场前景。
由于动力电池行业仍属于传统的电化学家当，创新速率相对缓慢，产品须要在高下游间来回验证，不可能涌现像芯片在过去六十余年中，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技能体系。早在2013年，比亚迪就对外透露了这项技能，声称可以将市情上的磷酸铁锂电池90Wh/Kg的能量密度提升至150Wh/Kg，达到主流三元材料的水平。
布局更早的还有美国化工巨子陶氏化学，陶氏在2008年就通过收购一家瑞士公司HPL，得到了磷酸锰铁锂的根本专利。后来曾一度卖出了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。
不过，当时海内政策环境没打开这一技能的商业化窗口。由于成熟的磷酸铁锂体系是向磷酸锰铁锂升级的充分且必要条件，而彼时整体的液态电池技能都还未发展成熟。
这之前，磷酸铁锂是否被市场买账和补贴强烈干系。2014年，新能源补贴政策方向于高能量密度电池，有性能上风的三元材料装车量逐渐压过了磷酸铁锂。
彼时，因补贴变动，磷酸铁锂装机量涌现断崖式下跌，使得磷酸锰铁锂技能方案被尘封，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。
这一技能路径选择直到2020年才涌现拐点，比亚迪通过刀片电池的构造创新办理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，循环寿命超过4500次，寿命是普通三元电池的三倍以上。
更主要的是，下贱市场对电池材料综合性能（如安全性、快充技能、产品本钱）的需求，超过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超过了三元，这使得磷酸锰铁锂技能重新得到青睐，吸引各大厂商跟进布局。
这是上游技能创新研发投入运用于下贱的大规模市场反馈，经由市场验证之后才能得以看清技能路径的标准答案。
2015-2022M5 磷酸铁锂与三元锂装车量
此外，逼近商业化临界点的另一核心成分是新能源汽车市场的构造变革。
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级车是海内乘用车最紧张的细分市场，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盘踞，电动化率达到了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年贡献了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（价格约为10万-20万元）将成为新能源车渗透率连续上升的主力车型。
如上图所示，2022年1-5月，A级车销58.0万辆，同比增长157%；B级车销55.0万辆，同比增长112%，增速均超过了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变革。
二、巨子已拿到门票
作为一项被重新推向台前的技能，磷酸锰铁锂干系的创业公司却寥寥。
缘故原由在于入场券难抢。目前对磷酸锰铁锂布局最深入的仍是巨子公司，其核心上风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法有相似性，技能升级路线相对平滑，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上风。
依次按磷酸铁锂材料的市占率来看，湖南裕能、德方纳米、常州锂源、江西升华、融通高科等正极材料公司的第一大客户均为宁德时期。
2021年磷酸铁锂市场格局
2021年宁德时期和比亚迪磷酸铁锂动力电池装机量分别为42.9GWh和25.2GWh，两者吃下了磷酸铁锂市场绝大多数的份额。宁德时期的布局速率也是最为领先的。
以宁德时期宣告量产的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，已量产的电池估量为30%与中镍三元的掺混方案。
宁德时期背后的主要供应商便是德方纳米和江苏力泰锂能（宁德时期霸占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。据公司公告，德方纳米已方案的磷酸锰铁锂产能已达到44万吨，总投资约为100亿元。
那么，产品大规模量产的详细技能难度在哪？
力泰锂能曾在去年9月办过一场内部的技能互换，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技能路线很难。行业内的技能路线都还没有统一。
详细而言，磷酸锰铁锂的制备方法可分为两种——固相法和液相法，方法的事理便是稠浊锂化合物、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应。
前者是将质料研磨成粉末直接稠浊，本钱较低但可能稠浊不屈均，后者是将质料溶解在溶剂中进行反应，性能更好，但操作流程更繁芜且可能反应不充分。
磷酸锰铁锂主流制备方法固相法和液相法
力泰锂能、湖南裕能均利用固相法，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，如果用半固半液法生产约为1.8-2亿，和生产磷酸铁锂差不多，如果用液相法生产将赶过0.2-0.6亿元。
高投入的产能投资和须要韶光积累的客户资源，也加高了创业公司入局的门票钱。
君盛投资宋宇董事总经理对36氪剖析道，“动力电池正极材料的改变一贯在进行，但基本没有创业公司的机会了，由于这个领域的改进是渐进式的，不是变革性的。那么这些巨子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，最先铺开产能的公司无疑会先淘得第一桶金。例如，三元材料龙头的容百科技（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3.89亿元的价格收购天津斯科兰德，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。容百科技创始人白厚善表示，过去容百一贯没有参与磷酸铁锂的竞争，但现在磷酸锰铁锂是一个新的机会，接下来将借此踏入磷酸铁锂阵营。
而目前，36氪看到的磷酸锰铁锂创业公司仅珩创纳米一家，其创始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核心研发职员。
据理解，珩创纳米正在盐城培植年产5000吨的磷酸锰铁锂产线，年底将投产。今年2月，珩创纳米得到了过亿元pre-A轮融资，由悦达投资领投，高瓴创投、沃衍成本、创维集团等机构跟投。
“目前其他企业的核心技能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核心的专利，这是很多大厂所不具备的。”珩创纳米联合创始人林芝青博士见告36氪。
珩创纳米所买断的磷酸锰铁锂组分专利中，中国专利覆盖了磷酸锰铁锂中锰含量超过70%的专利权柄，国际专利覆盖锰含量大于50%的专利权柄。
这意味着，在海内，正极材料的锰铁比如果超过7：3将须要支付给其一部分专利用度。而基于核心的组分专利，珩创纳米能直接从根本化学构造上改进材料特性，技能迭代速率更快。
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本身。
“锰有可能成为未来正极材料中比较主要的元素，高电压平台/高克容量的几种材料体系中都有在加锰。”招商局创投丁立德对36氪表示。
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能路线，锰都是个中必不可少的电池金属。
相对付磷酸锰铁锂，用于两轮车的锰酸锂已经在去年大规模运用，2020年锰酸锂材料在二轮车电芯市场出货规模中排名第一，市场份额达45%。而目前钠电池最有前景的运用市场为储能，这意味着，锰在未来的动力电池和储能电池的发展中都不会缺席。
基于此，中信证券研报表示随着新型锰基正极材料的渗透率提升，有望使得锂电池行业用锰量在2021-2035年间增长超过10倍。受益于三元正极材料和锰酸锂材料出货量的快速增长，估量2025年锂电正极材料用锰量将超过30万吨，2021-2025年复合增长率为32%。
在上游，海内干系的锰业上市公司红星发展、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％旁边的上涨行情。上涨的核心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，借由已有的原材料上风，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，磷酸铁锂紧张由碳酸锂和磷酸铁两个部分组成，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本钱生产磷酸铁的能力，进入磷酸铁锂险些没有门槛。
图：磷矿-磷酸铁锂家当链概览 图源：方正证券
在磷酸铁锂爆火之后，上游多家磷化工巨子例如川恒股份、中核钛白和兴发集团，基于原材料来源、加工技能、本钱掌握的上风，也通过和锂电池下贱厂商互助，或入股干系企业等办法，切入磷酸铁锂正极材料。
个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。
对照磷化工的行业发展脉络，锰金属的大规模运用也将带给上游材料入局的机会。锰矿提炼出的产品紧张分为电解二氧化锰和高纯硫酸锰，均为下贱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熟年产能达到了12.2万吨、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应链。
再如，钠电池三条路线之一层状氧化物路线，所用的过渡金属锰原材料是二氧化锰和硫酸锰。这条路线的主要玩家中科海钠，已在7月28日于阜阳投产环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年时就参股创立正极材料公司湖南裕能，后者现任董事长谭新乔曾在湘潭电化担当董事长超过八年。作为初创公司，湖南裕能仅用五年韶光，两次利用股权置换得到了正极材料关键技能，做到了磷酸铁锂阵营第一。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期和比亚迪的正极材料供应商，磷酸锰铁锂的商业化加速，无疑也将层层传导至湘潭电化。
就目前已验证商业化能力的方案来看，磷酸锰铁锂不仅可以纯用，完备替代磷酸铁锂作为动力电池的正极材料，也可以稠浊三元材料合营利用，降落对罕有金属比如钴的依赖，从而提升一定的安全性和本钱上风。
不过，任何化学物质都有上风和劣势。
劣势上，锰含量的增加会使电解液打仗锰的数量增加，使得锰在充放电循环中的溶解，从而影响电池的循环次数，这暂时限定了磷酸锰铁锂的纯用路线。
相对而言，第二条路线锰含量较低，干系技能也更成熟。林芝青见告36氪：“磷酸锰铁锂的高电压平台跟三元完美契合，稠浊20%的条件下对能量密度低落影响很小。其余由于磷酸锰铁锂耐热性能好，可以抑制三元极度情形下的氧开释，可以明显提升三元材料的安全性。”
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稠浊的正极材料方案。但这仍旧是一种过渡方案，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”，让家当链上成长出更大的企业，还有待韶光磨练。
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