电池卷起来了！国轩高科发新电池：续航1000km，比磷酸铁锂更便宜
续航1000km，显然是接下来电池竞争的“基准线”了。5月19日，国轩高科在其第十二届科技大会上发布了自主研发的全新LFMP体系的L600启晨电芯及电池包。根据官方的介绍，这款加入了“锰”材料的磷酸铁锂电池续航可达1000km。“国轩不用三元材料，同样可以做到续航1000km。”国轩高科国际业务执行总裁程骞介绍到。这也是业内第一家无NCM也可续航一千公里的电池。
当然，这款电池的特点不仅仅是没有用稀缺的三元材料，它同样也没有复杂的结构件、线束与电气结构。另外，从产品特点上来看，其拥有超过磷酸铁锂的能量密度，而自研的隔热材料可耐1200°C高温，甚至可以做到极致的主动安全防护。在国内电池方面，目前能做到1000Km续航里程的只有宁德时代的麒麟电池，以及蜂巢能源即将量产的龙鳞甲电池。这两个电池依然采用高比能镍钴锂三元正极材料。
这意味着，在成本上国轩高科的此款电池包会有新的想象空间。根据业内此前的初步估算，磷酸锰铁锂电池相对于磷酸铁锂电池有10%-15%的能量密度优势，而在大规模量产后，磷酸锰铁锂电池相对于磷酸铁锂电池有5%-10%的成本优势，相对于三元锂电池成本优势更大。国轩高科内部人士也表示，结合pack成本 ，与传统相比，综合起来有比磷酸铁锂便宜的机会。
当然，锰锂电路线带来的空间还有很多。“近年来，磷酸铁锂技术重获市场认可，市场份额持续提升。然而，量产的磷酸铁锂电池能量密度增长已进入瓶颈，进一步提高需要材料化学体系的提升，因此掺杂锰元素的磷酸铁锂应运而生。”程骞介绍说。显然，市场与成本是推动磷酸锰铁锂电池诞生的最核心的因素。按照计划，L600启晨电池将于2024年量产，那这款电池又将会对当下动力电池市场格局产生怎样的冲击呢？
“猛”在什么地方？
衡量一个电池的是否优秀，通常有三个方面被反复提及：成本、性能、安全。这也是最近几年磷酸铁锂电池在市场中逐步升温的原因。
实际上，磷酸铁锂也一直是国轩高科的长项，特别在大众入股之后，国轩高科这两年在技术上实现了快速进步。在2020年底，应用硅基负极+预锂化技术的LFP软包电芯单体能量密度达到210Wh/kg，已超过三元NCM523的水平，接近三元NCM622的能量密度，并于2022年实现产业化。随后，其230Wh/kg的LFP电芯于2022年年底开始逐步走向量产，下一步的目标是260Wh/kg。
而磷酸锰铁锂在行业内被称为磷酸铁锂的“Plus”版本，国轩高科很早就开始储备技术。而此次发布的启晨L600磷酸锰铁锂电芯也实现了多方面的提升。官方资料显示，该典型的容量为223Ah，质量能量密度240Wh/kg，体积能量密度525Wh/L，25摄氏度常温循环4000次，45摄氏度高温循环1800次，实现18分钟快充，已通过了所有的安全测试。采用启晨L600磷酸锰铁锂电芯的电池包，体积成组率达到76%，系统能量密度达到190Wh/kg，超越现在量产三元体系的电池包能量密度。
这个电池的性能提升得益于其自研磷酸锰铁锂材料的应用。从材料上来看，磷酸锰铁锂有三个缺点：锰具有溶出性，在较高温存储下循环性差；材料带隙宽，电导率低，影响电池的充电效率；压实密度低，电池体积能量密度低。据程骞介绍，国轩高科自研了LMFP材料，并通过共沉淀合成工艺，先进的掺杂包覆技术和新型的造粒技术解决了上述三大问题。此外，国轩高科还专门针对磷酸锰铁锂材料的新型电解液，也改善了电池的高温循环和存储性能。
数据显示，启晨L600电池的正极材料系统能量密度为190Wh/kg。而据程骞透露，除了电池材料体系的全新升级和创新外，基于该款电芯打造的启晨电池包在结构上也有创新。
比如启晨L600电池包采用了三明治结构的双面液冷技术和极简的设计思路。这一设计带来了引人注目的成果。首先，结构件数量减少了45%，结构件重量降低了32%。其次，电池包的线束长度仅为之前的26%，从原来的303米精简至80米。这一极简设计不仅提高了电池包的体积成组效率，达到了76%，还使得pack能量密度达到了190Wh/kg，超越了目前市场上的三元电池。
在电池包安全性上，启晨L600电池包使用了国轩高科自主研发的隔热材料可耐1200°C高温，保护电芯安全。此外，在极端情况下还涉及了可快速散热的通道和主动安全的BMS，做到了四层安全保护。目前，该产品通过了新国标的针刺、热箱、过充、过放、热失控、挤压和短路的所有测试。程骞还强调，包括循环次数等数据，均是实际电芯测出来的数据，并且是量产也能达到的数据。
冲击一梯队
电芯材料的改变以及电池包结构的改变，也影响了电池成本。对于这个问题程骞表示：“磷酸锰铁锂只是把锰元素掺杂进去提升它的电压。锰元素本身是非常便宜的，所以从材料成本来讲，几乎没有什么太大的变化，只是从合成的条件来讲稍微有些变化。在量产的情况下，这两款材料的成本几乎是相同的。”这意味着，在性能提升的同时，电芯成本没有改变。但是在电池上，因为结构件的减少，成本会有较大的下降。
性能更好、价格更低，这可能是所有企业都想要的产品。启晨L600的受欢迎也在意料之中。程骞透露称，该产品目前已经有了明确的客户，并且通过了装车实验。
从使用上来说，磷酸锰铁锂电池还给了磷酸铁锂电池给不了的新体验。据介绍，磷酸锰铁锂电池可以解决现有磷酸铁锂正极材料低成本和高电压平台难以兼得的问题。程骞介绍说，磷酸铁锂电池能量密度低的原因之一是电池电压低，只有3.2V。而在添加锰后，可以将电压提高大约15%，这一方面可以提高能量密度，另一方面也能够容纳更高的电压平台。这意味着，未来这个电池也可能兼容超高压快充等先进技术，在使用体验上得到提升。
当然，磷酸锰铁锂电池的能量密度也还有提升的空间。在2022年，程骞就表示未来国轩高科的磷酸（锰）铁锂电池能量密度有望提高至300Wh/kg。当然，除了作为动力电池，磷酸锰铁锂有着高能量密度、高安全性、宽温域和低成本的特点，目前也有企业考虑把磷酸锰铁锂应用到储能领域，以拓展应用场景。这对于国轩高科来说，还有助于其新业务的拓展。
除了新电池技术，国轩高科还有一些业务是外界比较关注的：其一是与大众汽车的合作进展；其二是半固态、全固态电池研发进展。据公司高层介绍，国轩高科为大众汽车生产的电芯预计2024年/2025年交付。至于磷酸锰铁锂电池有没有机会用在大众的产品上，尚没有可以公开的信息。而在固态电池的研发上，程骞曾表示：“全固态电池很难做，至少是2027年之后的事情。”
他认为，如果用传统材料比如石墨做全固态电池，意义不大。因为传统材料做出来的固态电池，能量密度是比液态低的，且体积更大。国轩高科的半固态电池已经推出，其单体能量密度可以做到360Wh/kg，可以满足整车1000公里以上的续航里程。国轩高科此前在答投资者问时表示，目前正在加快推进产品验证，预计今年实现装车交付。
国轩高科在最近两年实现了快速的发展。在2022年全年，该公司营收突破两百亿，达230.52亿元，同比增长122.59%。营业利润达1.99亿元，同比上升408.87%，实现净利润3.66亿元，同比上升376.03%。一季度营收71.77亿元，同比增长83.26%。从出货量来看，据SNE RESERCH数据，2022年国轩高科在全球装车量为14.1GWh，同比增长112.2%，在全球排名第八。在国内，去年其装车量为13.33GWh，同比增长66.2%，国内排名第四。
那么，在这次推出了启晨L600电池之后，其能否在市场在更进一步呢？特别是明年对大众配套交付开始以及在海外市场的拓展，国轩高科有没有可能成为与宁德时代、比亚迪并列的一梯队成员？
