巨頭殺入的LMFP，是未來正極材料的新歸宿？

導語：巨頭瞄準磷酸錳鐵鋰。

7月20日，A股兩大正極材料廠商容百科技（688005.SH）、當升科技（300073.SZ），分別在各自的戰略發佈會上宣佈將要進軍磷酸錳鐵鋰領域。

7月21日，特斯拉在Q2業績交流會期間表示，未來動力電池將有三分之二使用鐵鋰或錳鐵鋰電池。

隨後7月22日，寧德時代（300750.SZ）在動力電池大會中表示，M3P電池已開始量產，搭載該電池的特斯拉Model Y將於明年初上市，而M3P電池使用的磷酸錳鐵鋰材料，將由德方納米（300769.SZ）供應。

鋰電池產業鏈巨頭爭相佈局磷酸錳鐵鋰的消息，也使得A股產業鏈公司如豐元股份（002805.SZ）、湘潭電化（002125.SZ）等，於近2個月內拿下區間最高翻倍的股價漲幅。

那磷酸錳鐵鋰這個細分賽道到底擁有哪些優勢？究竟有多大的想象空間能夠吸引巨頭紛紛入局呢？

LMFP：“升級版”磷酸鐵鋰

從字面來看，磷酸錳鐵鋰（LMFP）跟去年爆紅的磷酸鐵鋰非常相似，有“升級版”的意味。所以在研究LMFP之前，有必要回顧一下磷酸鐵鋰的爆紅。

動力電池是新能源車的“心臟”，佔整車總成本將近40％，而正極材料又佔到整個動力電池成本的35％左右。

相較於三元電池，磷酸鐵鋰雖然能量密度和續航里程較低，但由於沒有鎳、鈷等原材料，所以成本優勢、安全性好、使用壽命長。

這些優勢，使磷酸鐵鋰在公交車、卡車、貨車等空間更大的商用車領域，實現了裝機量大增，也更符合B端客户追求經濟實惠的需求。

但回溯2020年9月，磷酸鐵鋰電池在客車和純電專用車的滲透率分別達99％和91％，市場空間幾乎飽和。這導致磷酸鐵鋰單噸價格跌至3.2萬元/每噸，創歷史新低。

原本被市場認為會一路走低的磷酸鐵鋰，卻在2021年5月實現了單價5.1萬元的反彈。

主要原因是，在新能源商用車領域佔據主導的磷酸鐵鋰電池，憑藉着電池包結構件創新、成本低廉、安全性優異等因素，重新殺回乘用車市場，藉助爆款車型，實現了裝機量上漲。

彼時新能源車的滲透率，在不同級別乘用車市場差異很大。A0、A、B、C級新能源車的滲透率分別只有3.7％、3.3％、8.2％、4.5％；但在A00級領域，卻高達96.9％。

A00級乘用車指的是軸距在2—2.2米之間、續航小於400公里，一般可以坐下4個人以內的車型。比如五菱宏光mini EV、歐拉黑貓等，市場對這部分車的定位就是“代步車”，銷售對象也以上班白領為主。

A00級車之所以火，是因為北上廣這些城市的上班族，日常通勤距離大概10公里左右，一線城市的日常通勤距離也都超過5公里。

市場觀點有認為，2021年受通脹的影響，鋰電池上游資源品漲幅巨大，侵蝕下游車企的利潤空間，所以車企相繼把目光投向了磷酸鐵鋰電池，並且匹配了不同的消費場景。

比如把用車需求和EV車的續航里程結合一起，車企將對同一車型配置不同需求的電池，比如400公里以下的採用磷酸鐵鋰電池；400—600公里的採用磷酸鐵鋰+CTP電池包，或三元NCM523。

除了汽車，磷酸鐵鋰電池還會替代鉛酸電池，在兩輪電動車等領域發力。儘管磷酸鐵鋰電池價格是鉛酸的2倍，但在能量密度和循環壽命表現上，都高出後者4倍，單次循環使用成本遠低於鉛酸。

但是，近幾年磷酸鐵鋰電池能量密度提升迅速已接近極限。

根據工信網發佈的新能源推廣應用推薦車型目錄，2022年搭載磷酸鐵鋰電池系統的最大能量密度為161.27Wh/kg。

這一數據已經比2010款比亞迪E6LFP電池90Wh/kg的能量密度提升很大，但這一最大值，近兩年幾乎沒有變化。在這樣的情況下，LMFP也就是磷酸錳鐵鋰，成為了市場追逐的新路線。

顧名思義，LMFP是在磷酸鐵鋰基礎上摻雜一定比例錳而形成的新型磷酸鹽鋰電正極材料，以錳鐵固溶體形式存在而非簡單的物理混合。

不同於三元材料的“層狀結構”、中間有過渡金屬來保證鋰離子的脱嵌，LMFP和磷酸鐵鋰同樣是橄欖石結構，鋰離子在一維的脱嵌模式下獲得更高穩定性。

根據動力電池的能量密度公式來看，能量密度=電壓平台*電壓平台÷體積，所以在動力電池體積一定時，能量密度只能依靠材料的克容量和電壓平台提升來增加。

LMP也就是磷酸錳鐵鋰，由於摻入了錳離子，將磷酸鐵鋰3.4V的電壓平台提升到了4.1V。相同設計狀況下，LMFP的能量密度較磷酸鐵鋰增加15％—20％，這個能量密度接近三元5系產品。

錳非稀有金屬，全球錳礦資源非常豐富。只要控制好雜質，硫酸錳和氧化錳都是可以選擇的錳元素提取路線，因此，LMFP的發展符合動力電池能量密度的要求，且兼顧經濟性。

LMFP雖然繼承了磷酸鐵鋰低成本、高熱穩定性和高安全性等優點，彌補了能量密度低、低温穩定性較差等缺點，但LMFP也存在導電性能、倍率性能以及循環性能較差等問題。

LMFP充放電存在兩個電壓平台。錳、鐵的充放電電壓不同，鐵的電壓平台低於錳，對應錳與鐵的氧化還原，電壓切換，會導致後期電池BMS難管理。

目前業內的解決方案是，通過導電物包覆、提高錳比例、以及通過LMFP與三元材料複合來解決這些問題。

這就是LMFP比磷酸鐵鋰更高的技術天花板所在，也成為了產業鏈巨頭爭相佈局的原因。

收購是最優解

LMFP是未來動力電池正極市場不可或缺的一種材料路線，隨之而來的問題是，用什麼方式參與其中？

作為兩大三元正極龍頭，容百科技與當升科技均採用了非自研方式入局——前者收購，後者參股。原因就是，除上文闡述的結構不同之外，LMFP也有生產端的製備技術壁壘。

LMFP與磷酸鐵鋰的生產工藝有所不同。雖然LMFP與磷酸鐵鋰僅在前驅體制備、燒結温度及工藝有所差異，但錳鐵需要形成均一的固溶體才能生產出品質較高的錳鐵鋰，製備方法有很高的技術壁壘。

目前製備方法主要分為固相法和液相法兩種。其中，固相法通常以氫氧化鋰或碳酸鋰作為鋰源，以磷酸二氫銨作為碳酸根的主要來源。

錳源主要有磷酸錳或硫酸錳，將原材料球磨混合均勻後乾燥，然後在惰性氣體保護的管式爐中，以某一升温速率在一定温度下煅燒，獲得預期尺寸形貌。

液相法用可溶性錳鹽作為錳源，包括共沉澱、溶膠-凝膠法、溶劑熱法等。雖然固相法工藝相對簡單，但液相法現階段成熟度高，兩種模式也都在業內進行過商業化探討。

正極材料龍頭企業之以收購的方式入局，有許多考慮。

首先是投資額的問題。

根據產業鏈調研顯示，年產1萬噸LMFP，半固半液法生產所需投資約為1.8億元-2億元，另一方面可參考的是，根據德方納米投資項目公告，液相法生產所需投資約為2億元-2.4億元。

按照德方納米規劃44萬噸產能所需投資額，正極材料商面臨的資金壓力着實不小，收購便是最直接的方法。

其次，LMFP製備成功並量產後，客户的驗證週期也非常長的。

根據天津斯科蘭德（容百科技收購LMFP標的）總經理在7月20日戰略發佈會上的介紹，公司LMFP產品用了近4年時間，才最終實現了動力電池TOP10廠商的客户全覆蓋，少則百公斤級供貨，多則噸級供貨。

其中，有3家在A樣驗證階段。已經進入B樣到C樣驗證的產品，會在明年3月份小規模量產，預期共計5000噸投產。

更重要的是，百公斤級和噸級出貨是不一樣的，車企對於安全性及一致性的要求極高，這就使得正極材料龍頭公司選擇收購或參股方式入局，省去時間成本。

最後，就是可用已有的三元材料優勢，結合LMFP做復配，從而達到協同效應。

由於三元材料與錳鐵鋰材料電壓平台接近，複合後不存在雙電壓平台問題，當錳鐵比合理時，LMFP需要與三元材料複合解決雙電壓和三元安全性等問題。

根據資料及專利技術顯示，部分錳鐵比為6:4、摻混30％以上LMFP的三元複合材料，可以通過所有安全性能測試。

這説明摻混後的複合材料的安全性能有顯著提升，而且前驅體之外的LMFP後段製備，也可以用三元設備去做。

因此，收購或參股佈局LMFP，也是兩大高鎳三元龍頭向多元化正極材料供應商轉型的關鍵一步。

正極龍頭爭搶

同樣都是入局LMFP，兩家正極材料巨頭還是有不少區別。首先在方式上，當升選擇的是自研+參股，這種節約併購費用的方式，也幫助公司完成了產品研發，並進入客户驗證期。

而容百科技則選擇花費近4億元收購天津斯科蘭德70％股權，拿下其已有5000噸產能、預期即將投產的5000噸產能及所有知識產權、無形資產。

技術路線方面，當升採用共沉澱法；而被容百收購的斯科蘭德則採用固相法（包括斯科蘭德介紹的特殊火法工藝），下一代將轉向固液一體化。

產品路徑方面，當升主要是單用LMFP領域的產品LMFP-6M1，錳含量高達65％，比容量達到155mAh/g，且可以與目前的磷酸鐵鋰產線共用，減少了新建產線的投入。

而容百的四款產品均是與高鎳三元混摻，對錳鐵鋰與8系進行復配，錳鐵鋰比例分別在5％-95％不等。

德方納米此前的公告顯示，LMFP與三元的復配路線，大致是一種核殼結構的磷酸錳鐵鋰基複合材料。

三元材料作為外殼，包覆在磷酸錳鐵鋰外面，以提高LMFP 內部電子導電性，使鋰離子遷移速度加快，材料導電性、低温性能和倍率性能也隨之得以提高。

雖然兩家三元龍頭在入局方式、技術路線、產品規劃上都略有不同，但本質上都是非常看好LMFP在動力電池正極材料領域的廣闊市場，也想借此機會從高鎳三元龍頭廠商向多元化正極材料供應平台轉型。

但最終誰能拿下更多市場份額，以鞏固地位，終究還是要交給市場和商業化進程給出答案。

與此同時，LMFP領域仍然面臨傳統磷酸鐵鋰廠商的競爭壓力。上文中也説過，製備方式基本相同等優勢，也讓磷酸鐵鋰廠商轉型有了先發地位。

LMFP與磷酸鐵鋰最大區別是有錳，無法簡單加工。因為鐵鋰是半導體，加點碳就可以製備，但錳鐵鋰是絕緣體，顆粒大小導致加工技術路線很難。

另外，由於LMFP多了一款原材料，生產的配方配比、配料體系都要改變，後續如果選擇水熱法，那麼整個材料都需要改，這些因素就導致磷酸鐵鋰廠商直接轉產LMFP難度很大。因此，最好的方式還是新建產線。

這就涉及一個問題——傳統磷酸鐵鋰廠商會冒着失去已有龍頭地位的前提下，在LMFP賽道上All in嗎？

驗證後放量在即

既然整車廠、電池廠、國內兩大正極材料龍頭公司都爭相佈局LMFP，業內自然也就對後續LMFP的市場空間充滿期待。

LMFP可為電池提供更長的續航和生命週期，在兩輪車市場已獲驗證。比如天能股份（ 688819.SH）的LMFP電池已成功應用在小牛最新款F0系列電動車，主要採用LMFP+NCM+LMO正極複合材料。

其次，電車市場放量或將加速。業內預計明年上半年國內車企開始進行LMFP電池裝車。目前三元與磷酸錳鐵鋰中度摻混方案已量產，上半年裝車預計是國內中型體量車企，預計下半年逐步起量。

未來的技術方向是摻混比例逐漸提升。重度摻混需要BMS深度參與，純錳鐵鋰還需進一步攻關。而海外目前主要以開發為主，暫無明確量產計劃。

但正如文章開篇提及，特斯拉在Q2業績交流會期間明確表示，未來動力電池2/3將使用鐵鋰或錳鐵鋰電池。

業內主流觀點認為，LMFP在兩輪車市場推進速度較快，預計2025年滲透率將達到70％。同時LMFP在新能源汽車市場也有較好的應用空間，預計2025年也將有30％滲透率。

假設單GWh鐵鋰的正極材料耗用0.25萬噸，以此估計，到2025年LMFP的市場需求達50.37萬噸。按照單噸6萬元測算的話，這將是一個未來市場空間300億的正極材料。

最終龍頭花落誰家，正如前文所述，產品的商業化程度以及客户認可度，將是搶佔市場的核心關鍵。

本文源自阿爾法工場研究院