三元正极材料与磷酸铁锂材料差异化发展
思瀚产业研究院 埃索凯    2023-02-07

锂电池正极材料技术发展多年，目前动力电池领域磷酸铁锂及三元材料均为动力锂电池的主流正极材料，均占据较高的市场份额。由于磷酸铁锂正极材料和三元正极材料理化特性差异明显，随着汽车应用端对锂电池性能要求的差异化发展，磷酸铁锂和三元材料将长期共存，二者不存在绝对替代关系。

三元正极材料具有能量密度高的优点。从能量密度上来看，磷酸铁锂的理论比容量低于三元材料。根据工信部于2021 年发布的第 3 批新能源车型目录，搭载磷酸铁锂电池的新能源乘用车，平均模组能量密度可达 151.3Wh/kg；搭载三元材料电池的新能源乘用车，平均模组能量密度可达 164.7Wh/kg。能量密度提高，能够增加新能源汽车的续航里程，被广泛应用于长续航里程的乘用车；另外，由于三元正极材料的有价金属含量远高于磷酸铁锂，其具有更高的综合回收价值。但是，三元正极材料具有成本相对较高的劣势，且与磷酸铁锂正极材料相比三元正极材料的安全及循环性能有待提高。

磷酸铁锂正极材料具备良好的结构稳定性，因此相较于三元正极材料具有更优的安全性；同时由于铁元素储量丰富，磷酸铁锂价格较为低廉，而三元材料的重要原材料钴盐、镍盐在我国的可开采储量较小，供应较为紧张，导致三元材料的生产成本较高。因此，磷酸铁锂得以在对安全性能要求高的商用车、价格敏感的乘用车及储能领域得到应用。但磷酸铁锂也有其固有局限性，如能量密度偏低、低温性能较差，导致其在对能量密度要求较高的领域（如中高端长续航乘用车等）

应用面临较大压力，同时因其回收价值较低，不利于后续循环利用。具体情况对 比如下：

根据中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会的统计，2020 年我国主要电池厂商采取的正极材料技术路线中三元材料处于主导地位，具体情况如下：

数据来源：中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会

受新能源汽车补贴政策逐步退坡影响和厂家成本控制因素影响，磷酸铁锂电池短期内占比可能会出现一定程度的回升，但是未来几年，对能量密度、功率特性要求较高的中、高端乘用车市场将继续由三元电池主导。而在对循环寿命、安全性要求更高的储能市场、公交车市场以及对价格较为敏感的低端乘用车市场，磷酸铁锂电池也将得到广泛应用。

综上，磷酸铁锂、三元材料，其使用场景各有不同，不存在技术上的优劣替代关系。其中，磷酸铁锂电池凭借较高的安全性能和出色的循环性能，早期主要应用于新能源商用车，在近几年，乘用车磷酸铁锂电池出货量亦快速增长；三元材料电池凭借能量密度高的优势，主要应用于新能源乘用车。长期来看，在动力电池市场中，磷酸铁锂、三元材料两种技术路线将并存发展，电池级硫酸锰下游需求预计仍高速持续发展。