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新型储能是新型电力系统的重要技术和基础装备,对支持新能源消纳、推动电力绿色转型、促进能源产业高质量发展、实现双碳目标具有重要意义。前不久,国家发展改革委、国家能源局印发了《关于加快推动新型储能发展的指导意见》、《关于进一步推动新型储能参与电力市场和调度运用的通知》。据此,江苏省发展改革委印发了《江苏省“十四五”新型储能发展实施方案》,2023年将成为加快推进新能源企业新型储能发展的窗口期和机遇期。
而此前,特斯拉首席执行官马斯克一直对锰基正极电池抱有浓厚的兴趣,他曾表示,锰作为一种新型能源材料具有巨大潜力,特斯拉一直探索欲在电池中使用更多锰材料。随着近两年锰铁锂产业链的迅速发展,储能行业巨头纷纷加码布局储能端应用,新型锰基正极材料渗透率的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。
磷酸锰铁锂到底“猛”在哪里?
磷酸锰铁锂化学式为LiMnxFe1-xPO4(LFMP),即在磷酸铁锂的基础上掺杂一定比例的锰。
在能量密度上,磷酸锰铁锂电池优于磷酸铁锂电池。磷酸锰铁锂比磷酸铁锂具有更高的电压平台,磷酸锰铁锂电池电压平台为3.6V,高于磷酸铁锂电池的3.2V,理论能量密度有望比磷酸铁锂高出20%,能够一定程度上突破磷酸铁锂面临的能量密度瓶颈。
在低温性能上,磷酸锰铁锂电池能量密度比磷酸铁锂电池高15%～20%;在-20℃的环境下,磷酸锰铁锂电池的容量保持率可达到近80%,而磷酸铁锂电池的容量保持率只能到达60%～70%。同时磷酸锰铁锂电池兼顾磷酸锰铁锂电池的高安全性,可通过针刺、短路测试,循环寿命可达到3000次。
在材料成本上,无论是锰和铁都比镍、钴更便宜且资源丰富,添加价格较低且可优化电池性能的锰,减少了价格昂贵的镍、钴使用,磷酸锰铁锂材料成本可比磷酸铁锂降低10%,降本效益明显。随着磷酸锰铁锂电池工艺不断优化,即将进入大批量生产阶段,其制造成本有望进一步降低。
总的来说,磷酸锰铁锂电池凭借其良好的安全性、能量密度、循环寿命和成本效益,在动力电池领域中扮演着重要的角色。随着其性能的不断改进和应用领域的扩大,磷酸锰铁锂电池在未来将继续得到广泛的关注和应用。动力电池领域本身具有技术迭代较快的特点,随着企业创新能力的提升,不断涌现更具优势的动力电池新品种既是发展的客观规律,也是适应产业需求的大势所趋。
磷酸锰铁锂发展新方向
在“十四五”国家重点研发计划中,“低成本长寿命锰基储能锂离子电池”被列为“储能与智能电网技术”重点专项项目。
随着磷酸锰铁锂工艺的逐步改进和完善,其应用市场逐渐扩大,下游需求提速。预计2025年,磷酸锰铁锂的需求量有望达到173.5GWh,磷酸锰铁锂正极材料单耗2200吨/GWh,需求量达38.2万吨,将实现从0到1的快速渗透。
磷酸锰铁锂电池在许多领域都有广泛的应用。其中最为常见的是电动车辆(EV)和混合动力车辆(HEV)市场。由于其安全性、循环寿命和成本效益,磷酸锰铁锂电池被广泛应用于车辆动力系统。此外,LMFP 电池有望在家庭储能系统、商业和工业储能系统、城市储能项目中逐步渗透,掺混比例有望提升。
磷酸锰铁锂电池在储能应用中扮演着重要的角色。借助其高性能、长寿命和安全性等特性,为储能系统提供可靠的能源存储解决方案,促进可再生能源的集成和能源的可持续利用。随着储能技术的不断发展,磷酸锰铁锂电池在储能领域中的应用前景将继续扩大。
布局磷酸锰铁锂电池储能市场
从终端场景来看,除了电动汽车外,储能企业也在试水磷酸锰铁锂材料的应用。记者了解到,新能源巨头远东智慧能源股份有限公司(简称:远东股份 股票代码:600869)旗下的远东电池于2022年7月正式开启磷酸锰铁锂的研发,是业内首家表示会将其应用到储能场景的厂商。远东电池负责人表示:“公司将通过应用小粒径磷酸锰铁锂材料、功能电解液开发、干法捏合极片工艺、LMFP复合正极体系等进一步提升磷酸锰铁锂电芯的安全性、性价比、低温性能、循环性能。”
据有关资料显示,远东电池的高压堆叠式、低压壁挂式等系列户储产品,已持续爆火欧洲等海外用户侧市场;在储能及产业化项目推进上,远东电池聚焦工商业储能、发电侧储能业务的快速落地,建立了从电芯-模组-电池系统-储能系统的全产业链布局,并重点发力电芯方向,布局磷酸锰铁锂正向材料储能端应用,正逐步形成“缆储一体”战略格局。
“双碳”背景下,全球能源结构调整势在必行,储能市场前景广阔。远东电池将结合自身发展实际,坚持创新储能技术,持续加强系统性谋划,加深储能战略布局,持续推动新型储能与锰基正极电池的高质量融合发展。
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