大家好，我是電動車公社的社長。

今年6月份，蔚來一季度财報會上，李斌曾公開透露已組建了超 400 人的電池團隊，打算自研電池。

就在幾天前，媒體《晚點 Auto》曝光了蔚來造電池的最新進展：蔚來正在自研“磷酸錳鐵锂”和 4680 電池，并計劃量産這兩種電池。

其中，4680電池将用于打造800V電池包，預計2024年應用于蔚來第三代平台（NT3）車型上。

而磷酸錳鐵锂電池，将供應蔚來旗下子品牌“阿爾卑斯”，品牌定位在20-30萬元價格區間，同樣支持換電，預計 2024 年上市。

這也意味着，蔚來即将成為繼比亞迪和長城汽車之後，國内第三家擁有獨立生産電芯能力的車企。

4680電池是特斯拉最先提出的最新一代的大圓柱電芯，其配套CTC電池底盤一體化技術曾在今年上半年大火了一陣。

而磷酸錳鐵锂電池？這個電池名字似乎看起來既有點熟悉，又有點陌生，它跟磷酸鐵锂之間隻差了一個“錳”字。

目前市面上絕大多數新能源乘用車的電池，按正極材料來分基本上分為兩種，一種是三元材料電池，一種是磷酸鐵锂電池。當然，除了這兩種以外還有錳酸锂和钛酸锂電池，但它們用量實在太小了，幾乎可以忽略不計。

這個“錳”到底意味着什麼？後面會跟大家詳細聊聊。

無獨有偶，除了蔚來以外，特斯拉也在前段時間被曝出即将使用磷酸錳鐵锂電池。

某家媒體報道稱，甯德時代将會向特斯拉供應最新的“M3P電池”，将率先搭載在新款Model Y上，電池帶電量72kWh，預計明年年初上市。

M3P，光看這個電池名字，似乎跟特斯拉的Model系列挺般配的。

雖然甯德時代并沒有公開透露M3P電池的具體信息。但有行業内人士推測，M3P電池中的“M”大概指的就是錳元素，而M3P電池大概率是磷酸錳鐵锂電池的一種。

值得一提的是，馬斯克本人對錳元素有着濃厚的興趣。

今年1月，馬斯克曾在推特上表示：“錳可以代替鐵和磷，還可以在更高的電壓下工作。”

而在特斯拉柏林工廠建成開幕時，馬斯克被記者問到“石墨烯電池有沒有前景”時，馬斯克回答“目前石墨烯電池制造相當複雜，對其未來前景持懷疑态度”。

但緊接着，他說到：“特斯拉正在用更多的材料制造電池，其中錳是特别有潛力的。”

似乎，特斯拉用上M3P電池，是一件特别合情合理的事情。

不過就在前幾天，特斯拉公開發文辟謠了：

特斯拉中國制造車型并沒有計劃使用任何新型号電池，包括4680電池。特斯拉改款即将使用M3P電池系謠言，特斯拉将對造謠者進行追責。

雖說特斯拉搭載M3P電池這件事為假，但M3P電池本身對甯德時代來說，可一點都不假。

7月22日，2022世界動力電池大會上，甯德時代首席科學家吳凱透露，M3P電池已經量産，将在明年推向市場運用。

“對于700公裡左右的實用性車型，甯德時代将采用M3P替代三元材料，結合麒麟電池的高體積利用率，有效降低整車電池成本。”吳凱在大會上表示。

除了甯德時代以外，甯德時代的主要競争對手，被甯德時代告了6.5億元的中創新航，也在前幾天發布了“高錳鐵锂電池”，系統能量密度達到180Wh/kg，可實現700km續航。

最關鍵的是，還可以減少15%锂用量，似乎還有利于減少成本。

國内其他電池企業比如欣旺達、億緯锂能等，也在近期申請了磷酸錳鐵锂電池的專利....

似乎在這個時間點，動力電池行業裡掀起了一股“錳”流。

那麼，磷酸錳鐵锂電池的前景究竟如何？

01. “三元VS鐵锂”之争

說到磷酸錳鐵锂為什麼會出現，這就要談談動力電池技術進步的曆程了。

動力電池進化的技術路線無非就兩種：

一種是從物理層面出發，提升電池的體積利用率，也就是盡可能的“挖”更多的空間留給電池本身；

另一種是從化學層面出發，用能量更高的材料來制作電池，使電池能量密度得到提升。

就這兩年來看，動力電池在物理層面進展是非常迅速的。

從最開始的傳統電池包，到去掉模組的CTP電池、刀片電池，再到前段時間大熱的零跑C11、特斯拉的電池底盤一體化技術（CTC）和比亞迪海豹的電池車身一體化技術（CTB），包括前段時間甯德時代發布的麒麟電池.....

工程師為了把更多的空間留給電芯，可謂費勁千辛萬苦。

實際上，應用CTB/CTC技術的車型，連完整的電池包都不要了，電池的整體空間利用率已經逼近極限了。

再想從本質上有提升的話，除非腦洞大開，把整個車身都變成電池本身，不過這樣一來安全性就很難保證了。

相比之下，動力電池在化學層面的進展，就顯得相對沒那麼快了。

這麼多年，正極材料方面都隻有三元和磷酸鐵锂兩個化學體系在“打架”。

2014年以前，中國新能源汽車還處于萌芽階段，總保有量連現在的1%都不到。車企對于電動汽車的目标也不是很高，大多還是以“能跑就行”為主。

這時，價格更為便宜的磷酸鐵锂電池就受到了市場的青睐，甚至還出現過不少續航僅80KM的鉛酸電池車型。

從2015年開始，國家開始以補貼的方式鼓勵車企造新能源汽車，其中很重要的一個指标就是續航，續航越高，可以獲得的補貼就越高。

于是，有不少車企将眼光放在了能量密度更高的三元電池上。雖然三元電池比磷酸鐵锂要貴不少，但總歸是能靠補貼把成本賺回來的。

到了2018年，補貼開始退坡，續航對于補貼的門檻也在不斷提高，從最開始的80km，現在已經提升到300km了。

補貼政策對于長續航的引導，使得車企越來越傾向于使用三元電池。

2019年前後，新能源汽車行業曾出現過一輪“續航競賽”，從最開始的300公裡續航，到後面400公裡，650公裡續航的車型相繼問世。與此同時，各大電池廠為了提高電池能量密度，開始給電池瘋狂加鎳。

三元電池的正極材料由鎳钴錳（Ni/Co/Mn）三種元素構成，簡稱NCM電池。

三元電池的命名方式也是按照鎳钴錳的配比來定的，比如常見的有NCM523、NCM622、NCM811。其中NCM811中的鎳含量是最高的，所以能量密度也是最高的。

在“續航競賽”之中，NCM811電池可謂大放異彩，成為了許多車企追捧的對象。

可電池能量密度高了之後也有弊端，就是電池的“脾氣”會變得更不穩定，帶來的後果就是自燃率的增加。

許多車企都在自燃上栽了跟頭，威馬就是一個典型的例子。

恰逢人們對電動汽車“自燃焦慮”愈發嚴重的時候，比亞迪站了出來，推出了磷酸鐵锂的刀片電池，還放出了成功通過針刺試驗的視頻。一下子就把當時主推NCM811的“甯王”心态搞炸了。

為了反擊比亞迪，甯王甚至還放出了“鋼針刺電池包，鋼針被崩斷”的視頻，來證明它的電池能通過針刺試驗。

但懂的都懂，鋼針刺不破電池包，隻能證明殼子硬，或是鋼針質量不太行，并不能證明“芯”安全，有點本末倒置了。

這場“針刺之争”中，比亞迪獲得了大勝利。搭載刀片電池的漢，成為了比亞迪“封神”之路上的起點。

随後，比亞迪可謂掀起了一股磷酸鐵锂浪潮。包括特斯拉、小鵬在内，都在低續航版本車型上開始應用磷酸鐵锂電池。當然，磷酸鐵锂比三元電池更便宜，也是因素之一。

從行業裡差不多一邊倒的用三元電池，到現在新車磷酸鐵锂裝車量占據半壁江山，甚至略多于三元電池，隻不過用了2年多的時間。

但在如今這個時間點來看，許多純電車型的續航都奔着1000公裡去了，電池工程師們又開始躁動不安了起來。

因為即便他們想方設法的扣更多的空間留給電芯，也奈何不了磷酸鐵锂材料本身的能量上限實在是有些低。

工程師們隻好從材料端入手尋求突破，一種就是像蔚來一樣拿三元電芯和磷酸鐵锂電芯做混搭，另一種就是對磷酸鐵锂材料本身進行改進，磷酸錳鐵锂就是其中一個路線。

02. 磷酸鐵锂變“錳”了？

首先可以确定的一點是，磷酸錳鐵锂電池的能量密度，理論上要比磷酸鐵锂要高一些。

究其原因，錳元素的加入可以讓電池獲得更高的電壓。

有業内人士研究表明，磷酸錳鐵锂電池的電壓可以達到4.1V，而磷酸鐵锂電池隻能達到3.4V。

這主要是因為二價錳離子Mn2 升價為三價錳離子Mn3 ，需要4.1V左右的電壓。而二價鐵離子Fe2 升價為三價鐵離子Fe3 ，隻需要3.4V左右的電壓。

“電池能量密度=放電倍率×電壓/電池質量”，意味着在放電倍率和電池質量不變的情況下，電壓越高，能量密度越大。

據測算，磷酸錳鐵锂電芯的能量密度極限可達到230Wh/kg。

對比一下，目前業内最出色的磷酸鐵锂電芯，能量密度為210Wh/kg，這已經非常接近極限了。而NCM811電芯的能量密度可以達到270Wh/kg。

也就是說，錳鐵锂電池的能量密度會介于鐵锂和三元之間，差不多能比鐵锂電池能量密度高10-20%。

中創新航稱，搭載其“One-stop”磷酸錳鐵锂電池的車型，續航裡程可達到700公裡以上，這放在現在許多三元電池的車型上也不算差的。

錳鐵锂4.1V的電壓，與三元電池3.8V的電壓十分接近，隻差了0.3V。

相比磷酸鐵锂和三元電池相差0.4V來說，錳鐵锂電池與三元電池混搭起來對BMS的技術要求會更低一些。

在-20℃的低溫環境下，錳鐵锂電池的容量保持率能達到75％左右，而同溫度狀态下磷酸鐵锂的容量保持率為60-70％，所以錳鐵锂電池更出色的低溫性能，使其更适合在北方使用。

安全性方面，錳鐵锂和磷酸鐵锂的結構都是橄榄石型結構，充放電會比三元電池的層狀結構更穩定一些。

除此之外，磷酸錳鐵锂電池很重要的一個優勢就是：便宜。

磷酸錳鐵锂從原材料用料來看，可以比磷酸鐵锂用更少的锂、鐵和磷，用錳去做替代。

錳元素在地殼中的含量在0.1%左右，豐度僅次于鐵元素，所以錳并不算是一個很貴的金屬原材料。

總體上來看，錳鐵锂電池跟鐵锂電池的價格十分接近，成本隻會增加10%不到，實現大規模産業化之後，成本的差距還會更小。

相比之下，三元電池必須要用到的钴就要貴太多了，錳在同質量下市場價格僅為钴的1/20左右。

電池便宜的好處，自然不必多說。

去年年底和今年年初的兩波漲價潮，“原罪”之一正是因為電池原材料價格瘋漲。

現在，整個電動車行業對電池價格都是相當敏感的，廣汽高管都開始公開吐槽甯德時代電池賣的太貴，把車企利潤都榨幹了。

但甯德時代也是有苦說不出，其最新的2022年半年報顯示，雖然銷售收入總體提高了1.5倍之多，但其主營業務電池系統的毛利已經降到了15.04%，相比去年同期下降了7.98%，可謂“内出血”。

馬斯克曾表示，“電動汽車想要普及開來，電池原材料必須足夠便宜且觸手可及。”

他預計未來将會有2/3的車型将會搭載磷酸鐵锂電池或磷酸錳鐵锂電池。

03. 錳鐵锂電池的“坎”

雖說錳鐵锂電池比鐵锂電池有能量密度優勢，跟三元電池比更便宜，但至今都沒有成為主流電池，背後也是有原因的。

實際上，早年間比亞迪就嘗試在老款e6上搭載過磷酸錳鐵锂電池，不過後續因為效果不太理想，就沒有延續下來。

近期有傳聞稱“比亞迪已小批量采購了磷酸錳鐵锂材料用于内部研發”，不過這個傳聞最近也被比亞迪官方辟謠了，目前還沒有明确的計劃。

當初比亞迪之所以放棄錳鐵锂這個技術路線，有業内人士分析稱，主要是因為錳鐵锂顆粒直徑大約為50納米，而磷酸鐵锂顆粒直徑為數百納米。

顆粒越小就越容易吸收空氣當中的水，造成表面的改性，就像鮮牛奶如果不加一定的防腐措施和密封包裝就很容易壞掉，是一個道理。還會造成材料壓實密度降低，容易使得電池容量衰減加快。

錳鐵锂電池還有一個瓶頸，就是錳鐵锂材料的導電性能相較磷酸鐵锂來說比較差，一定程度上會影響快充性能，且更容易容量衰減。

據業内人士測算，錳鐵锂電池的充電速度大約會比磷酸鐵锂慢6%左右。

除此之外，錳鐵锂電池産業化落地，也會比想象中要難，可不是像在磷酸鐵锂中加一個“錳”字這麼簡單的事。

雖然磷酸錳鐵锂一定程度上來說是磷酸鐵锂的“進化版”，但卻很難通過原本磷酸鐵锂産線改造之後做成磷酸錳鐵锂電池産線。

電池制造本身對于工藝的精細程度，不亞于許多低制成的芯片晶圓廠，配方小小的改動就會引發“蝴蝶效應”，整條産線都要跟着變。

目前來看，重新開一條全新的磷酸錳鐵锂産線，或許要比做磷酸鐵锂産線改造更劃算。

錳鐵锂電池帶來的更高能量密度，值不值得電池企業投資大規模建産能，是需要好好算一筆賬的。這也會影響錳鐵锂電池未來的前景。

04. 寫在最後

盡管磷酸錳鐵锂電池還尚處萌芽階段，還有許多困難需要克服，但不能排除它可能是未來電池界的“潛力股”。

縱觀僅7、8年來，動力電池化學體系之中三元和磷酸鐵锂的鬥争，一直是處于此消彼長的“螺旋上升”态勢。

之所以會“螺旋上升”，是因為兩種電池各自有各自的特點，沒有一個能做到完美。

磷酸錳鐵锂電池，相當于磷酸鐵锂為了在提高能量密度，在彌補短闆上踏出的嶄新的一步。

假設有一天，有某種方法可以提升三元電池的安全性，極大程度上減少自燃概率，是不是三元電池會再次雄起呢？這事也說不準。

不可否認的是，我們正在親身經曆時代的變革。

身處變革之中，那些不确定的東西，或許會給我們帶來更多驚喜。

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