2026年磷酸锰铁锂的产业化挑战与破局之路
今天我们共同探讨磷酸锰铁锂（LMFP）这一新能源锂电领域的核心材料。今天我将从材料优势、应用前景、产业化路径三个维度，与大家进行全面、深入的交流，希望能为行业发展贡献一份力量。
一、LMFP 材料优势：跨界突围的性能标杆
在新能源产业快速发展的今天，电池材料的性能直接决定了终端产品的竞争力。磷酸锰铁锂作为一种兼具多重优势的正极材料，其崛起并非偶然，而是源于在能量密度、安全性、低温性能和成本等关键维度的全面突破。
（一）四大核心优势，重塑材料竞争力
首先是能量密度优势。电压平台是决定电池能量密度的核心因素之一，磷酸锰铁锂的理论电压平台高达4.1V，而磷酸铁锂仅为3.4V。这一差异带来了显著的能量密度提升——在相同设计条件下，磷酸锰铁锂的能量密度比磷酸铁锂高出20%；即便实际容量与磷酸铁锂相当，其能量密度也能提高15%。从理论数据来看，磷酸锰铁锂的理论能量密度达到697Wh/kg，远超磷酸铁锂的578Wh/kg，这为新能源汽车、储能设备等产品的续航升级提供了关键支撑。
其次是安全性优势。磷酸锰铁锂采用橄榄石型晶体结构，这种结构在充放电过程中极具稳定性。即使在极端情况下，比如充电时锂离子全部脱出，其晶体结构也不会发生崩塌。更重要的是，材料中的 P 原子通过 P-O 强共价键形成稳定的 PO₄四面体，O 原子很难从结构中脱出，从根本上杜绝了氧释放引发的安全隐患。相比之下，三元材料采用层状结构，在高温或过充条件下容易发生结构坍塌，安全性风险显著高于磷酸锰铁锂。
第三是低温性能优势。在北方寒冷地区或冬季低温环境下，电池容量衰减是行业普遍面临的难题。磷酸锰铁锂在这一领域展现出独特优势 —— 在 – 20℃的低温环境下，其容量保持率能够达到约 71%，而各类纳米磷酸铁锂产品的平均容量保持率仅为 67%。如果将磷酸锰铁锂与质量占比 15% 的三元材料混合使用，-20℃下的容量保持率可进一步提升至 74% 左右，这极大地拓宽了新能源产品的应用场景，解决了低温续航焦虑。
最后是成本优势。全球锰矿资源储量丰富、分布广泛，相比三元材料依赖的钴、镍等稀有金属，锰的市场价格更为低廉。根据 Wind 数据披露，钴和镍的市场价格远高于锰元素，这使得三元材料的成本居高不下。而磷酸锰铁锂的主要元素为锰和铁，原材料成本较磷酸铁锂仅增加 5%-10% 左右，显著低于三元材料，为大规模产业化应用奠定了经济基础。
（二）跨材料对比，凸显综合实力
为了更直观地展现磷酸锰铁锂的竞争力，我们将其与三元材料（NCM）和磷酸铁锂进行了全面对比。
从结构类型来看，磷酸锰铁锂与磷酸铁锂同为橄榄石结构，稳定性远超三元材料的层状结构；在循环寿命方面，磷酸锰铁锂的循环次数高达 2000 次，与磷酸铁锂相当，而三元材料的循环寿命仅在 800-2000 次之间，且实际应用中往往难以达到上限；在实际能量密度上，磷酸锰铁锂高于磷酸铁锂，虽低于部分高镍三元材料，但综合安全性和成本后，性价比优势极为突出；在低温性能上，磷酸锰铁锂略好于磷酸铁锂，弥补了磷酸铁锂低温性能不足的短板。
值得注意的是，不同锰铁比例的磷酸锰铁锂产品在放电性能上也存在差异。从放电曲线可以看出，随着锰含量的调整，材料的电压平台和容量表现呈现出规律性变化，这为针对不同应用场景的产品定制提供了可能。例如，锰铁比例为 6:4 的 LMFP-64 产品，在电压稳定性和容量输出上达到了较好的平衡，适合作为动力电池的核心材料。
二、LMFP 应用前景：多场景开花的市场蓝海
当前，磷酸锰铁锂的应用已形成 “混用为主、纯用更优” 的主流路线，在动力、两轮车、储能三大核心场景中加速渗透，市场需求呈现爆发式增长态势，未来发展前景广阔。
（一）动力场景：新能源汽车的核心选择
在车用动力电池领域，磷酸锰铁锂正成为车企实现产品升级的关键抓手。目前主要有两种应用路线：纯用磷酸锰铁锂和复合路线。
纯用磷酸锰铁锂的方案，凭借经济优势和低温性能改善，在技术进步后将大量渗透铁锂车型。对于中低端车型而言，纯用磷酸锰铁锂能够在控制成本的同时，提升续航里程和低温适应性，性价比全面提升，BOM 成本进一步优化。虽然目前该方案存在加工性能较差、难以量产的劣势，但随着制备技术的不断突破，这些问题正在逐步解决。
复合路线主要是指磷酸锰铁锂与三元材料（NCM）复合，该路线能够进一步提升能量密度，满足终端差异化需求。对于中镍车型而言，采用锰铁锂 + 三元复合的方案，能量密度可达到 180-230Wh/kg，细分市场覆盖能力更强，且在安全性和经济性上优于低电压中镍三元材料。目前，宁德时代采用掺混方案已应用于奇瑞星纪元 ES、特斯拉 Model Y、智界 S7 等车型，国轩高科的 L600 启晨电池（采用磷酸锰铁锂技术路线）也实现了量产装车，标志着复合路线已进入规模化应用阶段。
从市场数据来看，全球电动汽车产业正加速发展。2025 年 1-9 月，全球电动汽车销量达到 1457 万辆，同比增长 20%；市占率上升至 25%，其中纯电动汽车的份额为 17%，插混车为 8%。预估 2026 年全球新能源车销量将增至 2280 万辆，年增长率达 12%。中国市场依然是推动全球电动汽车市场增长的核心支柱，国内新能源汽车渗透率已经超过 50%，行业预测 2025 年全年中国新能源汽车销量有望突破 1600 万辆。
受新能源汽车销量提振，动力电池需求持续攀升。根据中国汽车动力电池产业创新联盟（CIBF）发布的数据显示，2024 年国内 LMFP 电池装机量达到 9.8GWh，占新能源乘用车动力电池总装机量的 6.3%，较 2023 年提升 3.1 个百分点；预计到 2026 年，该比例将攀升至 18% 左右，并于 2030 年进一步扩大至 35% 以上。从全球需求测算来看，2023 年 LMFP 在车用动力电池领域的需求为 11.67GWh，2024 年增至 35.37GWh，2025 年将达到 80.70GWh，三年间实现跨越式增长，市场潜力巨大。
（二）两轮车场景：率先落地的蓝海市场
在两轮车领域，磷酸锰铁锂的应用验证周期短，已率先实现终端落地，成为推动两轮车锂电化升级的核心材料。
两轮车的应用场景主要分为纯用和与锰酸锂复合两种方式。对于高端两轮车和电摩而言，采用磷酸锰铁锂纯用或与锰酸锂复合的方案，能够显著提升用户体验，改善低温场景下的循环性能。虽然该方案目前成本相对较高，但随着规模化生产的推进，成本优势将逐步显现。
目前，磷酸锰铁锂已经成功进入两轮车终端市场。小牛的 GOVA F0 系列电动车已搭载磷酸锰铁锂电池，该系列产品分为 F0 50 和 F0 70 两个版本，均采用 48V 电压设计，容量分别为 14Ah 和 18Ah，电池包重量仅为 5.6kg 和 6.8kg，充电时间分别为 6 小时和 7 小时，凭借优异的低温续航能力获得了市场的广泛认可。
从行业趋势来看，中国电动两轮车市场规模庞大，2023 年保有量已突破 3.8 亿辆，年产量达 5600 万辆。随着消费者对出行便利性和环保性要求的提升，两轮车锂电化渗透率持续快速增长，由 2020 年的 15% 提升至 2023 年的 32%，预计 2026 年将进一步攀升至 50% 以上。
在锂电化浪潮的推动下，LMFP 在两轮车领域的增长更为迅猛。据高工锂电（GGII）2025 年一季度调研数据，2024 年 LMFP 电池在两轮车领域的装机量已达 1.2GWh，同比增长 210%；预计 2026 年将突破 5GWh，占锂电两轮车总装机量的 28%。从全球电动自行车锂电池需求测算来看，2023 年 LMFP 需求为 2.84GWh，2024 年增至 7.30GWh，2025 年将达到 18.43GWh，增长势头极为强劲。
（三）储能场景：潜力巨大的未来赛道
储能领域是新能源产业的重要组成部分，对电池材料的能量密度、安全性、循环寿命和成本均有较高要求。磷酸锰铁锂作为磷酸铁锂的重要技术升级方向，凭借独特的优势，在储能领域的应用潜力正在逐步释放。
磷酸锰铁锂应用于储能领域具有多重优点：寿命长、安全性好、充电快、成本低、耐高温、容量大、无记忆效应且绿色环保。这些优点使其能够满足储能设备在不同场景下的使用需求，无论是大型电网储能、工商业储能还是移动储能电源，都具有广泛的应用前景。
不过，目前磷酸锰铁锂在储能领域的渗透还面临一些挑战：短期内循环次数尚不能完全满足长循环要求，锰溶出问题也难以彻底解决，导致全生命周期成本相对较高。但随着技术的不断进步，这些问题正在逐步改善，未来其在储能领域的竞争力将进一步提升。
从市场趋势来看，全球电化学储能项目规模不断扩大，新增电化学储能中超过 90% 的项目都是锂电池储能。2024 年储能领域对磷酸铁锂材料的需求为 51 万吨，同比增长 65%；2025 年上半年需求量达 34 万吨，《2025-2030 年全球及中国磷酸铁锂电池行业市场现状调研及发展前景分析报告》预计全年将增至 85 万吨，同比增长超过 66%。
在全球新型储能项目中，市场对磷酸铁锂的需求呈现全面爆发态势。除中国市场继续保持领先地位外，北美、欧洲、中东、东南亚、南美等区域市场也呈现出快速增长趋势，2025 年上半年全球新增装机量中磷酸铁锂电池占比高达 91%。据相关数据估计，2026 年全球储能电池需求量为 560-760GWh，作为 LFP 的重要技术改革方向，LMFP 在储能领域的需求也将快速增长，预测到 2025 年需求或达到 45GWh。
三、LMFP 产业化路径探索：技术突破与难题破解
（一）主流制备方法与技术特点
磷酸锰铁锂的制备方法与磷酸铁锂相似，主要分为固相法和液相法两大类，此外还有静电纺丝法、模板法等其他方法，各类方法各有优劣，呈并行发展趋势。
1. 固相法
固相法是目前工业化生产中应用较为广泛的方法，主要包括高温固相法和碳热还原法。
高温固相法的技术原理是：将煅烧分解后可产生挥发性气体的锂源、磷源、铁源、锰源等混合均匀，干燥后在惰性气体保护下烧结，再通过粉碎、筛分、除铁等步骤得到磷酸锰铁锂正极材料。该方法常用的锂源是碳酸锂（Li₂CO₃）或氢氧化锂（LiOH），铁源通常用草酸亚铁（FeC₂O₄・2H₂O）等二价铁盐，锰源通常用碳酸锰（MnCO₃）等，磷源常用磷酸二氢铵（NH₄H₂PO₄）。在合成过程中，还会加入含碳的前驱体（碳源），以制备碳包覆的复合材料，从而提高材料的电化学性能。
高温固相法的优点十分显著：工艺简单，过程易控，比较容易实现大规模工业生产。但同时也存在明显的缺点：合成周期长，能耗大，产品尺寸较大且分布不均匀。此外，混合过程通常采用机械球磨或高能球磨法，虽然能够实现元素间原子水平的均匀混合，但在热处理及粉体加工过程中，防止二价铁的氧化是烧结过程中的关键，也是合成中必须解决的问题。因此，煅烧气氛一般采用惰性气氛（N₂、Ar）或者还原性气氛（Ar-H₂）。
碳热还原法是固相法的另一种重要形式，其技术特点是采用还原性的碳源，在高温条件下将 Fe³⁺还原为 Fe²⁺，再将二价铁源与其他原料混合，经煅烧、研磨得到磷酸锰铁锂成品。该方法的最大优势是采用廉价三价铁源代替昂贵的二价铁源，可大幅降低生产成本。但缺点也同样突出：需要严格控制碳源的用量，过多或过少都会产生杂质，降低材料的性能。
2. 液相法
液相法主要包括水热法 / 溶剂热法、溶胶 – 凝胶法、共沉淀法和喷雾干燥法，这些方法在产品性能上具有一定优势，但在工业化应用中仍面临一些挑战。
水热法 / 溶剂热法的技术原理是：将原材料加入溶剂或水中溶解，在高温高压的条件下反应，然后经干燥、研磨、煅烧等步骤得到磷酸锰铁锂正极材料。该方法常用的锂源是碳酸锂（Li₂CO₃）或氢氧化锂（LiOH），铁源通常用硫酸亚铁（FeSO₄）等，锰源通常用硫酸锰（MnSO₄）等，磷源常用磷酸二氢铵（NH₄H₂PO₄）。水热法与溶剂热法的原理基本相同，区别在于所使用的溶剂不同。
水热法 / 溶剂热法的优点是产品结晶度高、粒径尺寸可控，电化学性能优良。同时，该方法避免了烧结过程中晶粒尺寸增大、原材料及能源消耗巨大的问题，制得的颗粒具有晶粒发育完整、晶型可控、粒度小且分布均匀、颗粒团聚少等优点。但缺点也较为明显：高温高压的反应条件对设备要求严格，环保压力大；而且制备过程受到较多因素的影响，比如混合溶液的顺序、溶液的浓度、温度、保温时间等，任何一个因素控制不当都有可能导致实验失败。
溶胶 – 凝胶法的制备过程主要是：将锂源、磷源、铁源、锰源和其它添加剂等按照一定的物质的量比进行溶解混合，接着经过恒温水浴搅拌充分混合得到湿凝胶，再把湿凝胶放置于一定温度的干燥箱中进行干燥得到干凝胶，研磨干凝胶得到粉末，然后在保护措施下进行恒温煅烧后得到所需材料。该方法常用的锂源是氢氧化锂（LiOH），铁源通常用硝酸铁（FeNO₃）等，锰源通常用硝酸锰（Mn₃(NO₃)₂）等，磷源常用磷酸二氢铵（NH₄H₂PO₄）。
溶胶 – 凝胶法的优点是产品颗粒粒径均匀且细小，不易团聚，制备过程简单且能耗较低。但缺点也不容忽视：需要控制的影响因素多，干燥、焙烧时间较长，合成周期长；同时，该方法使用有毒的有机溶剂，成本高，产率低。
共沉淀法的工艺过程通常是：将锂源、磷源、铁源、锰源和其它添加剂等按照一定的物质的量比分别配成溶液，再把不同溶液按照不同的顺序和速度加入混合，加入适量的沉淀剂，使反应物在溶液中形成沉淀，再经离心、洗涤、干燥、煅烧后，得到 LiMnFeO₄成品。该方法常用的锂源是氢氧化锂（LiOH），铁源通常用硫酸亚铁（FeSO₄）等，锰源通常用硫酸锰（MnSO₄）等，磷源常用磷酸（H₃PO₄）。
共沉淀法的优势在于合成工艺简单、制备成本低、物料混合均匀、热处理温度低，易制取纳米级颗粒，且形貌可控。但缺点也较为突出：材料制备过程受到的影响因素较多，比如原料的物质的量比、搅拌速率、pH 值、溶液浓度及温度、沉淀干燥的温度等，难以全面控制所有影响因素，会导致颗粒易团聚、控制结晶难度较大，并且还有废液需要处理，环保压力较大。
喷雾干燥法的技术特点是：原材料通过液相混合、球磨混合等方式充分混合均匀后，用压力喷雾干燥机进行造粒并直接烧结制备出 LiMnFeO₄成品。该方法的优点是产品颗粒球形度高，振实密度高，但缺点是较难得到均一的包覆层，影响材料的电化学性能。
3. 其他方法
除了固相法和液相法，还有静电纺丝法、模板法等其他制备方法在探索中。
静电纺丝法是利用高压电场将电极材料前驱体与有机高分子物质混合液拉伸成极细的纤维，再经高温煅烧后得到纤维状 LiMnFeO₄材料。该方法的优点是制备过程简单，纤维状 LiMnFeO₄材料具有较高的比表面积和空隙率，但缺点是设备成本较高，有机高分子物质容易受到氧化、水解等因素的影响，稳定性差。
模板法是以模板为主体构型去控制、影响和修饰最终产物的形貌，控制尺寸进而改善材料性能的一种合成方法。其优点是能够有效控制目标物质的形貌，但缺点是反应条件苛刻、设备要求高、后处理工序复杂，目前尚未实现工业化应用。
（二）产业化三大核心痛点
尽管磷酸锰铁锂具有显著的性能优势和广阔的应用前景，但在产业化过程中，仍面临三大核心痛点，制约了其大规模推广应用。
痛点一：动力学特性恶化，倍率性能较差。从材料性能对比来看，磷酸锰铁锂的电子电导率仅为 10⁻¹³S/cm，锂离子扩散速率为 10⁻¹⁵cm²/S，分别为磷酸铁锂的 1/10 和 1/10000。更关键的是，相比于磷酸铁锂 0.3eV 的跃迁能隙，电子在磷酸锰铁锂中跃迁能隙高达 2eV，使其基本属于绝缘体，导致电子电导率及离子迁移率极低。这一问题直接影响了电池的充放电速度和大电流输出能力，限制了其在需要高倍率性能的场景中的应用。
痛点二：压实密度低，影响能量密度发挥。与三元正极材料相比，磷酸锰铁锂的 D50 粒度仅为三元材料的一半不到，材料颗粒较小，导致其压实密度较低（2.3-2.5g/cm³），远低于三元材料的 3.4-3.9g/cm³。压实密度低不仅直接影响了电池的体积能量密度，还带来了连锁反应：一次粒径过小会导致颗粒比表面积过高，在制备电池极片时不得不大量使用粘结剂，这不仅增加了生产成本，还降低了极片的主含量，进一步影响了电池的能量密度和电化学性能。
痛点三：结构稳定性降低，锰溶出问题突出。这一问题源于 Mn³⁺的姜泰勒（John-Teller）效应：在充电过程中，Mn²⁺被氧化成 Mn³⁺，放电过程中 Mn³⁺又被还原成 Mn²⁺。这一价态转换过程会造成 Mn-O 键优先生长，Mn-O 形成的八面体发生变形，导致晶格畸变和结构稳定性降低，阻碍锂离子的扩散通道。更严重的是，锰元素价态转换造成的结构坍塌，会促使部分锰溶出并与电解液发生反应，进而影响电池的容量保持率和循环性能，缩短电池的使用寿命。
（三）关键技术突破方向
针对磷酸锰铁锂产业化面临的三大痛点，行业内经过多年的研究探索，形成了三大核心技术突破方向，为难题破解提供了有效路径。
一是碳包覆技术。该技术的核心是在前驱体中加入含碳有机物，共烧后在材料表面热解形成纳米尺寸的高电导率、高离子扩散的均匀碳层。碳包覆技术具有多重优点：首先，能够显著提高材料的电子电导率，改善动力学特性；其次，可有效抑制晶粒生长，控制颗粒尺寸，提高材料的分散性；第三，能够防止正极材料中锰离子和铁离子的析出，减少锰溶出问题；最后，还可以减少电池内阻极化，提升电池的充放电效率和循环性能。
二是离子掺杂技术。通过向磷酸锰铁锂的晶格结构中掺入微量的其他元素（如 Mg、Al、Zr 等），从材料内部改善导电性和锂离子扩散性能，增强结构稳定性。该技术的关键优势在于能够有效抑制 Mn³⁺的姜泰勒效应，减少晶格畸变和结构坍塌，从而降低锰溶出，提升材料的循环寿命。同时，离子掺杂还可以调节材料的电子结构，进一步提高电子电导率和离子迁移率，改善倍率性能。
三是纳米化技术。通过减小磷酸锰铁锂的颗粒尺寸，缩短锂离子的迁移路径，扩大比表面积，从而改善材料的电化学性能。纳米化后的材料能够有效提升锂离子的扩散速率，缓解动力学特性恶化的问题，提高电池的倍率性能。但需要注意的是，纳米化也会带来比表面积过大、颗粒易团聚等问题，需要与碳包覆、离子掺杂等技术结合使用，才能达到最佳效果。