磷酸锰铁锂简称为LMFP，它具有LFP的许多优点，并提高了能量密度。

磷酸锰铁锂（LMFP）电池采用高度稳定的橄榄石晶体结构，类似于LFP的正极材料和石墨负极材料。LMFP的通式为 LiMnyFe1-yPO4 (0⩽y⩽1)。LFP电池的成功鼓励了许多电池制造商进一步开发具有吸引力的磷酸盐替代品。橄榄石型正极材料LiMPO4（M=Mn、Ni、Co）备受关注。然而，这些材料的缺点限制了它们的使用--替代金属的溶解和电解质的分解。因此，人们把注意力更多地集中在LFP + 锰=LMFP（LiMnyFe1-yPO4）的组合上，认为这是一种很有前途的正极材料，它结合了LiFePO4的高安全性和LiMnPO4的高能量密度。锰在LiMnyFe1-yPO4中的含量至关重要，因为锰含量过高的正极材料循环稳定性较差。特别是在温度升高的情况下，这可能是锰溶解造成的。 虽然LMFP的理论容量与LFP相同，但由于工作电压更高（3.7V 对 3.2V），其能量密度比LFP高出约20%。

目前，LFP化学电池在总体上胜出，但LMFP具有一些优势，可能对某些应用至关重要。LMFP电池的重力能量密度可达200-210Wh/kg。低导电性和充放电过程中锰的溶解等技术难题仍然阻碍着它们的实际应用。LMFP 根本不是一种新型电池。中国电池巨头比亚迪、国轩高科、CATL等公司早在10多年前就开始研发。他们曾多次宣布启动大规模生产的条件，但技术挑战迫使他们推迟了这一计划。LMFP在热稳定性和循环寿命方面超过了 NMC。

缺点

正极：LMFP正极材料的生产与 #lfp 相似，采用固态合成法，即把固态前驱体碳酸锂（Li2CO3）（锂的来源）和碳酸锰（MnCO3）（锰的来源）与铁和磷混合并加热。所得混合物经过涂覆、干燥和压延--在高压下轧制以形成均匀的层。压延后，材料被切割成所需形状和尺寸。

负极： 负极材料是石墨、导电剂（炭黑）和粘合剂（SBR、PVDF、羧甲基纤维素（CMC）、聚丙烯酸（PAA））的混合物。然后将混合物涂覆在铜集流器上，干燥、压延并切割成所需的形状。

电解质：由于有机电解质在高电压下会分解，因此开发了特殊的混合固体电解质，以改善高温循环。

隔膜： 隔膜由聚烯烃材料制成，聚烯烃材料可以是聚丙烯（PP）或聚乙烯（PE），也可以是两者的组合。

如何生产高质量LMFP

两种途径：液相法和半固态法

液相法和半固态法的生产工艺不同。由于锰铁需要形成均匀的固溶体才能生产出高品质的锰铁锂，因此高品质锰铁和锂的生产很可能采用液相法。使用固相法生产锰铁和锂的企业需要改进生产工艺。生产锰铁锂的方法主要有两种：液相法和半固态法。液相法可以溶解所有原料。根据溶液的均匀性原理，可以实现分子层面的结合，得到的前驱体更加均匀。可以有效防止富锰相的聚集，提高材料的电化学性能。固相法通过机械搅拌和粉碎的方式实现原料的混合，只能达到宏观上的均匀，无法实现微观即分子层面的均匀，产品一致性较差。半固态法是在前端工艺中采用液相法提取元素，使铁和锰形成均匀的固溶体。前端工艺是LMFP生产的核心障碍。各公司前端液相法的区别主要体现在获得纳米LMFP材料的方式不同，从减小原生粒径中缩短 Li+ 和电子迁移路径，从而提高导电率。

降低LMFP成本的途径

降低LMFP材料成本：目前，LMFP的原材料标准不一。固相法沿用生产铁锂的方法，以磷酸铁为前驱体，与锂盐和锰盐混合。今后将使用锰铁矿（粉末状）和磷酸来制备，成本将大大降低。另一方面，在锂铁粉的改性过程中，制造商会尽量使用低成本的材料。例如，Skyland使用金属氧化物（成本低）制备复合多价磷酸铁锰钒，Lithitech在通过离子掺杂和碳涂层改善LMFP电化学性能时，使用普通无机化学原料来降低成本。

降低LMFP工艺成本：制造商通过优化生产工艺的各个环节来降低成本。例如，Lithitech的专利采用超重力旋转床共沉淀法制备磷酸锰铁锂前驱体，以降低成本；Skyland的专利微波活化法制备LMFP，用水作为研磨体，以降低成本。

降低磷酸铁锂电池回收成本：随着碳酸锂价格的大幅上涨（自 21 年以来上涨了近 8 倍），回收废旧磷酸铁锂电池的经济性越来越好。Dynanonic 通过回收废旧磷酸铁锂，提高锂矿利用率，降低成本，实现产业链闭环。

LMFP的未来在哪里？

商业化路线：两轮电动车、三元复合材料、独立使用

两轮电动车

LMO：具有安全、循环寿命长等优点，已进入两轮电动车终端。LMFP+LMO可以说是两轮电动车领域性价比最高的锂电池系统之一。在中国政策等因素的推动下，锂离子两轮电动车的销售比例逐年上升。预计到 2025年，整个锂离子电动两轮车的市场渗透率将接近 60%。

复合NCM：与三元材料复合的LMFP性能接近于三元材料。此外，根据粒度分布，三元材料的D50约为LMFP的两倍，复合后整体粒度分布变宽，提高了锂离子在三元材料晶格充放电过程中的稳定性，为材料受外力冲击提供了弹性应力，进而提高了三元材料的安全性和循环性能。因此，复合 NCM 成为 LMFP 商业化落地的开端。

独立使用：LMFP的独立使用是最后一章。锰的比例越高，双电压平台问题就越小。锰-铁比例约为9:1的LMFP不存在双电压问题，电压平台约为 4.0。LMFP可以单独使用，添加的铁元素只起修饰作用。另一方面，锰含量的增加会增加电解液中的锰含量，这必然会导致锰析出引起的晶格畸变问题，需要不断改进技术来克服困难。

LMFP领先企业部署LMFP

液相法：Dynanonic德方纳米液相法生产LMFP。2021年11月，宣布新建年产11万吨磷酸盐基正极材料生产基地项目。2022年1月，将公布年产33 万吨新型磷酸盐基阴极材料项目计划。

半固态法： 例如，CATL通过控股Lithitech部署LMFP，并自行开发和生产。Lithitech采用半固态方法生产LMFP。

LMFP复合材料具有良好的低温性能，在高寒储能方面潜力巨大

锂离子电池因其温度范围广、使用寿命长等特点，在储能市场的电化学领域占据主导地位。储能电池更关注电池成本和循环性能，因此LFP电池主要用于锂离子电池。然而，LFP的低温性能较差，在高寒地区不能很好地完成充放电循环，使其性能不稳定。随着双碳目标的逐步推进，对储能电池的需求将以更高的速度增长。

文章来源：Batteryman Helps Batteryman

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