錳的生產(chǎn)工藝與技術(shù)應(yīng)用探討

1、 投資聚焦報(bào)告亮點(diǎn)本篇報(bào)告系統(tǒng)總結(jié)了不同錳產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝，并對(duì)在鋰電正極材料中廣泛應(yīng)用的硫酸錳的制備工藝進(jìn)行了詳細(xì)分析，包括酸溶法與兩礦一步法的成本對(duì)比，不同提純工藝的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比等。報(bào)告中對(duì)錳行業(yè)未來(lái)產(chǎn)能擴(kuò)張的限制進(jìn)行了分析，包括政策、能耗、環(huán)保、礦石成本、錳渣處理等因素都對(duì)錳行業(yè)的運(yùn)營(yíng)和擴(kuò)產(chǎn)帶來(lái)了挑戰(zhàn)。本篇報(bào)告通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)和專利的梳理，總結(jié)了磷酸錳鐵鋰和鈉離子電池正極材料的關(guān)鍵生產(chǎn)工藝，并對(duì)兩種新型材料使用的錳原料進(jìn)行了預(yù)測(cè)。我們判斷，綜合產(chǎn)能擴(kuò)張難易程度、產(chǎn)品應(yīng)用性能和生產(chǎn)成本等多重因素，硫酸錳是最有希望成為上述新型正極材料的錳源。同時(shí)報(bào)告也對(duì)二氧化錳和四氧化三錳這兩種錳氧化物在錳酸鋰材料制

2、備中的應(yīng)用進(jìn)行了對(duì)比分析。在此前錳行業(yè)深度報(bào)告錳：不容忽視的第四種電池金屬（2022.03.30）的基礎(chǔ)上，我們進(jìn)一步測(cè)算了包括動(dòng)力電池、儲(chǔ)能電池和小型電池領(lǐng)域錳需求的增長(zhǎng)趨勢(shì)。測(cè)算數(shù)據(jù)顯示，動(dòng)力電池領(lǐng)域錳消費(fèi)量有望在 2030 年增至 100 萬(wàn)噸以上，在二次電池中的總用量達(dá)到 140 萬(wàn)噸以上，相當(dāng)于 2021 年的 12 倍。投資邏輯通過(guò)對(duì)不同錳產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝對(duì)比和新型錳基正極材料的制備工藝梳理，我們認(rèn)為硫酸錳有望憑借擴(kuò)產(chǎn)方便、應(yīng)用性能好、成本可控等優(yōu)勢(shì)成為新型錳基正極材料的主要錳源。隨著錳基正極材料滲透率的提升，我們預(yù)計(jì) 2030 年全球動(dòng)力+儲(chǔ)能+小型電池對(duì)錳的需求量將達(dá)到 140

3、萬(wàn)噸以上，接近 2021 年的 12 倍水平。錳行業(yè)上市公司有望持續(xù)受益于電池行業(yè)用錳量的快速提升帶來(lái)的訂單增長(zhǎng)，同時(shí)階段性受益于部分產(chǎn)品價(jià)格抬升帶來(lái)的盈利增厚。建議關(guān)注紅星發(fā)展、湘潭電化和中鋼天源。風(fēng)險(xiǎn)因素新型錳基正極材料滲透率提升不及預(yù)期；新能源汽車下游消費(fèi)增長(zhǎng)不及預(yù)期；錳產(chǎn)品價(jià)格大幅波動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)；企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)可能遇到的政策變動(dòng)和環(huán)保要求收緊風(fēng)險(xiǎn)。 錳產(chǎn)品生產(chǎn)工藝電解金屬錳電解法是提煉金屬錳的最主要方式。金屬錳的提煉方式主要有熱法和電解法兩種，電解法作為金屬錳生產(chǎn)的主要方式，生產(chǎn)的產(chǎn)品純度可以達(dá)到 99.7%-99.9%。在制備過(guò)程中，通常先將原料菱錳礦和硫酸混合，得到主要成分為硫酸錳的混合溶液

4、，經(jīng)過(guò)中和、除雜和過(guò)濾后，加入電解添加劑制備成電解液，之后進(jìn)行電解。對(duì)在陰極得到的錳進(jìn)行鈍化、清洗、烘干等后續(xù)處理即可得到高純電解金屬錳。圖 1：電解金屬錳制備工藝圖示資料來(lái)源：電解金屬錳技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)（王則奮，黃科林，柳春等），高純硫酸錳硫酸錳主要采用酸溶法或兩礦一步法制備。高純硫酸錳主要應(yīng)用于鋰離子電池的三元正極前驅(qū)體材料，目前有兩種主流制備工藝，酸溶法是以電解錳為原料出發(fā)，用硫酸溶解后得到硫酸錳，之后進(jìn)行除雜、分離和凈化等步驟即可得到高純硫酸錳。圖 2：酸溶法制備高純硫酸錳工藝路線圖資料來(lái)源：專利一種硫酸錳的制備方法及其制得的硫酸錳產(chǎn)品（紅星發(fā)展），另一種更為常見(jiàn)的路線采用了兩礦一步

5、法。“兩礦”即錳礦石、硫鐵礦混合，進(jìn)行“一步”酸化反應(yīng)。不同企業(yè)有不同的具體實(shí)現(xiàn)方式，以生產(chǎn)高純硫酸錳的代表性企業(yè)大龍匯成為例，首先將錳礦石進(jìn)行濕法球磨得到錳漿，與含硫煙氣反應(yīng)得到硫酸錳，再用硫鐵礦將過(guò)量的二氧化錳還原，之后進(jìn)行除雜、蒸發(fā)等步驟得到高純硫酸錳產(chǎn)品。圖 3：大龍匯成制備高純硫酸錳工藝路線圖資料來(lái)源：貴州大龍匯成新材料有限公司煙氣脫硫年產(chǎn) 3 萬(wàn)噸高純硫酸錳及 6000 噸四氧化三錳項(xiàng)目補(bǔ)充環(huán)境影響報(bào)告書，兩礦一步法已成為高純硫酸錳的主流生產(chǎn)工藝。由于酸溶法的原料是錳含量為 99.7%的電解錳片，因此酸溶法生產(chǎn)高純硫酸錳的成本受到電解錳的價(jià)格影響較大，當(dāng)電解錳現(xiàn)貨價(jià)格高于 1500

6、0-16000 元/噸時(shí)，酸溶工藝便不再具備優(yōu)勢(shì)。目前電池級(jí)硫酸錳生產(chǎn)企業(yè)大部分采用兩礦一步法生產(chǎn)，該工藝經(jīng)過(guò)十余年的企業(yè)實(shí)踐，是目前最成熟的生產(chǎn)工藝，具有成本較低、安全穩(wěn)定、產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)勢(shì)。該工藝不足之處是難度相對(duì)較高，需要企業(yè)長(zhǎng)期積累，不利于產(chǎn)能快速釋放。表 1：酸溶法與兩礦一步法對(duì)比項(xiàng)目電解錳酸溶工藝兩礦一步法浸取工藝原料組成99.7%電解錳片錳礦、含硫礦/煤炭、硫酸原料價(jià)格15500 元/噸56 元/噸度、1200 元/噸、1100 元/噸當(dāng)前成本7200-7500 元/噸6600-6800 元/噸工藝流程酸溶、除雜、提純、結(jié)晶制粉、浸出、壓濾、除雜、萃取、濃縮工藝難度相對(duì)簡(jiǎn)單，需要

7、重新提純有一定技術(shù)壁壘，需要累積經(jīng)驗(yàn)生產(chǎn)成本取決于電解錳價(jià)格相對(duì)較低，受錳礦和硫酸價(jià)格影響大應(yīng)用程度相對(duì)較少，之前已退出市場(chǎng)較為廣泛，主流工藝發(fā)展前景可生產(chǎn)超高純硫酸錳成熟、安全穩(wěn)定、改良空間大相互關(guān)系電解錳酸溶可生產(chǎn)硫酸錳硫酸錳經(jīng)電解可生產(chǎn)電解錳資料來(lái)源：Mysteel，測(cè)算（當(dāng)前成本） 注：以 2022 年 4 月價(jià)格為測(cè)算依據(jù)高純硫酸錳可用氟化法、硫化法、萃取法、結(jié)晶法等方法提純。電池級(jí)高純硫酸錳對(duì)各種雜質(zhì)含量要求嚴(yán)格，工業(yè)生產(chǎn)中一般使用氟化法、硫化法、萃取法和結(jié)晶法等供應(yīng)進(jìn)行提純。由于 CaF、MgF 溶解度較小但 MnF2 溶解度很高，因此 Ca2+、Mg2+常用氟化法去除，該方法對(duì)

8、于鈣鎂去除效果好，但容易形成膠體，需要后續(xù)沉降工藝。硫化法常用 MnS 作為沉淀劑，利用重金屬離子與 S2-形成難溶硫化物，從而除去重金屬離子，該方法操作簡(jiǎn)單且不引入新雜質(zhì)。萃取法利用萃取劑與金屬離子的絡(luò)合作用，將 K+、Na+、Ca2+、 Mg2+等離子殘留在萃余液除去，該方法應(yīng)用范圍廣、提純效果好，但操作較為復(fù)雜。結(jié)晶法是利用硫酸錳的溶解度在超過(guò) 100時(shí)急劇降低這一特性，使硫酸錳在高溫下析出結(jié)晶，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)純化，該方法操作簡(jiǎn)單但提純效果一般。表 2：高純硫酸錳提純工藝方法對(duì)比工藝方法工藝簡(jiǎn)介優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)氟化法常用氟化錳作沉淀劑，主要用于鈣鎂除雜具有針對(duì)性，鈣鎂去除效果好氟化鈣、氟化鎂容易形成膠

9、體，需要后續(xù)沉降工藝工藝方法工藝簡(jiǎn)介優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)硫化法萃取法常用硫化錳作沉淀劑，可用于銅、鋅、鎳等金屬除雜利用萃取劑與金屬離子的絡(luò)合進(jìn)行除雜，適用于鈉、鉀、鈣、鎂等多種金屬離子操作簡(jiǎn)單，不引入新雜質(zhì)應(yīng)用范圍廣，提純效果好-操作較復(fù)雜結(jié)晶法直接利用化合物溶解度差異進(jìn)行結(jié)晶操作簡(jiǎn)單提純效果一般資料來(lái)源：硫酸錳制備及凈化研究進(jìn)展（劉京，武佳，馮江濤等），高純硫酸錳中的雜質(zhì)特性及凈化工藝研究（趙云浩，吳睿林，胡平等），電解二氧化錳（EMD）電解二氧化錳產(chǎn)品通過(guò)電解法制備。電解二氧化錳（EMD）是新能源電池中非常重要的原料之一，主要用于一次與二次電池正極材料的生產(chǎn)。目前 EMD 主流的生產(chǎn)路線是以菱錳礦或軟

10、錳礦為原材料，首先進(jìn)行酸化、除雜、過(guò)濾制成硫酸錳容易，之后進(jìn)行電解過(guò)程，最后再通過(guò)剝離、漂洗等操作得到 EMD 產(chǎn)品。圖 4：電解二氧化錳制備工藝圖示資料來(lái)源：湘潭電化 2021 年年度報(bào)告，四氧化三錳金屬錳氧化法是四氧化三錳的主流制備工藝。四氧化三錳主要用于生產(chǎn)軟磁材料以及鋰電正極材料，常見(jiàn)的生產(chǎn)方法有金屬錳氧化法、錳鹽法、碳酸錳分解法等，其中金屬錳氧化法是目前最主流的工藝路線。該方法以電解金屬錳為原料，通過(guò)研磨制成錳懸浮液，在特定溫度和催化劑的條件下通入空氣進(jìn)行氧化，最后經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥等工序獲得四氧化三錳產(chǎn)品。圖 5：金屬錳氧化法制備四氧化三錳工藝圖示資料來(lái)源：四氧化三錳工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)研

11、究與發(fā)展歷程（揭超，謝江洪，高文波等），四氧化三錳也可用硫酸錳作為原料制備。四氧化三錳也可使用硫酸錳通過(guò)兩步氧化法來(lái)制備。首先向高純硫酸錳溶液中加入氫氧化鈉中和產(chǎn)生沉淀，對(duì)沉淀物多次洗滌后通入氧氣進(jìn)行氧化反應(yīng)，之后對(duì)沉淀物繼續(xù)進(jìn)行洗滌、過(guò)濾、陳化、調(diào)漿、干燥等工序，可以獲得高純四氧化三錳產(chǎn)品。圖 6：硫酸錳兩步法制備四氧化三錳的工藝資料來(lái)源：上海有色網(wǎng)，錳鐵合金與硅錳合金鋼鐵行業(yè)用錳通常用電爐焦炭還原冶煉方法制備。錳在鋼鐵行業(yè)應(yīng)用廣泛，包括錳鐵合金、硅錳合金等。這些合金材料均可以錳礦石為原料，通過(guò)電爐焦炭還原冶煉的方法得到。制備時(shí)首先需要將錳礦石與其他原料混合，在電爐中反應(yīng)，之后進(jìn)行渣鐵分離、

12、破碎加工等環(huán)節(jié)，獲得最終產(chǎn)品。圖 7：錳鐵合金和硅錳合金的制備工藝資料來(lái)源：廣西鐵合金有限責(zé)任公司公告， 錳的供應(yīng)壁壘壁壘一：政策因素錳行業(yè)擴(kuò)產(chǎn)首先需要考慮政策性因素。錳金屬行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中電能消耗較大，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生廢渣、廢液、廢氣等污染物，屬于高耗能、高污染型行業(yè)，對(duì)于企業(yè)環(huán)保技術(shù)要求較高。2021 年 1 月、7 月、11 月、12 月，相關(guān)部委分別發(fā)布了石油和化學(xué)工業(yè)“十四五”發(fā)展指南、“十四五”循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃、“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃、“十四五”原材料工業(yè)發(fā)展規(guī)劃等相關(guān)文件，對(duì)于重點(diǎn)行業(yè)高端化水平、節(jié)能工藝流程、污染物排放強(qiáng)度及總量提出要求，以上政策也對(duì)于新進(jìn)入企業(yè)、現(xiàn)有企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)提出了

13、生產(chǎn)技術(shù)、配置優(yōu)化、環(huán)境保護(hù)方面的要求。表 3：錳行業(yè)相關(guān)行業(yè)政策政策名稱發(fā)布部門發(fā)布時(shí)間內(nèi)容石油和化學(xué)工業(yè) “十四五”發(fā)展指南“十四五”循環(huán)經(jīng)中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)2021 年 1 月在化工新材料領(lǐng)域，要重點(diǎn)加快特種工程塑料、高端功能膜材料、熱塑性彈性體等技術(shù)的開(kāi)發(fā)，增加化工新材料產(chǎn)品的豐富度和高端化水平，打通“補(bǔ)短板”和 “補(bǔ)空白”路徑遵循“減量化、再利用、資源化”原則，著力建設(shè)資源循環(huán)型產(chǎn)業(yè)體系，加快構(gòu)建廢舊物資循環(huán)利用體系。通過(guò)推行重點(diǎn)產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)、強(qiáng)化重點(diǎn)行業(yè)清潔生產(chǎn)、濟(jì)發(fā)展規(guī)劃“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃“十四五”原材料發(fā)改委2021 年 7 月工信部2021 年11 月工信部、科

14、技部、推進(jìn)園區(qū)循環(huán)化發(fā)展、加強(qiáng)資源綜合利用、推進(jìn)城市廢棄物協(xié)同處置，構(gòu)建資源循環(huán)型產(chǎn)業(yè)體系，提高資源利用效率重點(diǎn)推廣直接生產(chǎn)化學(xué)品等先進(jìn)節(jié)能工藝流程，加強(qiáng)化工企業(yè)間原材料工序結(jié)構(gòu)匹配、協(xié)同供給，強(qiáng)化企業(yè)、園區(qū)、產(chǎn)業(yè)集群間的循環(huán)鏈接，鼓勵(lì)有條件的園區(qū)和企業(yè)加強(qiáng)資源耦合和循環(huán)利用，創(chuàng)建“無(wú)廢園區(qū)”和“無(wú)廢企業(yè)”供給高端化水平不斷提高，突破一批重點(diǎn)戰(zhàn)略領(lǐng)域關(guān)鍵基礎(chǔ)材料；發(fā)展綠色化水工業(yè)發(fā)展規(guī)劃自然資源部2021 年12 月平大幅提升，重點(diǎn)行業(yè)單位產(chǎn)值污染物排放強(qiáng)度、總量實(shí)現(xiàn)雙下降，工業(yè)廢渣等固體廢物綜合利用率進(jìn)一步提高資料來(lái)源：國(guó)家發(fā)改委、工信部、科技部、自然資源部、中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)官網(wǎng)，發(fā)

15、改委產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄對(duì)錳行業(yè)細(xì)分條目提出了不同要求。發(fā)改委產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2019 年本）對(duì)錳相關(guān)行業(yè)進(jìn)行了細(xì)分，針對(duì)不同產(chǎn)品提出了不同要求：對(duì)鼓勵(lì)類項(xiàng)目，按照有關(guān)規(guī)定審批、核準(zhǔn)或備案；對(duì)限制類項(xiàng)目，禁止新建，現(xiàn)有生產(chǎn)能力允許在一定期限內(nèi)改造升級(jí)；對(duì)淘汰類項(xiàng)目，禁止投資并按規(guī)定期限淘汰。多元正極材料屬于鼓勵(lì)類，未來(lái)擴(kuò)產(chǎn)在政策層面阻力較??；電解二氧化錳屬于限制類產(chǎn)品，預(yù)計(jì)未來(lái)擴(kuò)產(chǎn)難度較大，現(xiàn)有生產(chǎn)能力需要在一定期限內(nèi)進(jìn)行改造升級(jí)。表 4：產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2019 年本）與電池用錳相關(guān)條目類別行業(yè)條目鼓勵(lì)類輕工輕工鋰離子電池用三元和多元、磷酸鐵鋰等正極材料堿性鋅錳電池 600 只/

16、分鐘以上自動(dòng)化、智能化生產(chǎn)成套制造裝備石化化工電解二氧化錳限制類間斷浸出、間斷送液的電解金屬錳浸出工藝；10000 噸/年以下電解金屬錳單條生產(chǎn)鋼鐵線（一臺(tái)變壓器），電解金屬錳生產(chǎn)總規(guī)模為 30000 噸/年以下的企業(yè)淘汰類鋼鐵電解金屬錳用 6000 千伏安及以下的整流變壓器、有效容積 170 立方米及以下的化合槽鋼鐵還原二氧化錳用反射爐（包括硫酸錳廠用反射爐、礦粉廠用反射爐等）鋼鐵電解金屬錳一次壓濾用除高壓隔膜壓濾機(jī)以外的板框、箱式壓濾機(jī)輕工含汞糊式鋅錳電池、含汞紙板鋅錳電池、含汞圓柱型堿錳電池、含汞扣式堿錳電池資料來(lái)源：國(guó)家發(fā)改委官網(wǎng)，政策限制導(dǎo)致國(guó)內(nèi)錳行業(yè)停產(chǎn)減產(chǎn)頻發(fā)。2021 年 6

17、月，湘潭電化宣布旗下湘潭錳礦永久關(guān)停，2021 年 9 月，三峽水利公告稱控股企業(yè)重慶錳業(yè)被列為電解錳加工企業(yè)擬淘汰退出對(duì)象，公司決定主動(dòng)關(guān)停重慶錳業(yè)。在環(huán)保和安監(jiān)政策不斷趨嚴(yán)的背景下，國(guó)內(nèi)錳行業(yè)公司的經(jīng)營(yíng)難度增大，行業(yè)原有產(chǎn)能面臨退出風(fēng)險(xiǎn)。此外，2021 年 12 月以來(lái)，受到冬季限產(chǎn)和能耗雙控的影響，北方多家錳鐵生產(chǎn)企業(yè)出現(xiàn)減產(chǎn)。表 5：2021 年以來(lái)錳行業(yè)停產(chǎn)及減產(chǎn)案例梳理企業(yè)名稱停產(chǎn)/減產(chǎn)事件受靖西市全區(qū)有序用電、能耗雙控等宏觀調(diào)控，子公司靖西電化遇到限電限產(chǎn)壓力。湘潭電化南方錳業(yè)三峽水利東方資源 義望鐵合金中信錦州金屬2021 年 6 月 25 日，公司收到湘潭市人民政府通知，由于

18、湘潭錳礦安全風(fēng)險(xiǎn)較高且開(kāi)采價(jià)值較低等原因，將永久關(guān)停湘潭錳礦，預(yù)計(jì)將影響公司合并報(bào)表當(dāng)期凈利潤(rùn)約 1 億元左右。根據(jù)公司 2021 年報(bào)披露，由于電力供應(yīng)限制及就礦石生產(chǎn)實(shí)施更嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)，長(zhǎng)溝錳礦附近的下游生產(chǎn)廠預(yù)計(jì)將關(guān)閉或搬遷。2021 年 9 月 7 日，三峽水利下屬控股企業(yè)重慶錳業(yè)收到秀山縣政府發(fā)出的通知文件，重慶錳業(yè)被列為電解錳加工企業(yè)擬淘汰退出對(duì)象，須于 2021 年底實(shí)施關(guān)停。鑒于重慶錳業(yè)已無(wú)復(fù)產(chǎn)可能，公司決定主動(dòng)申請(qǐng)關(guān)停重慶錳業(yè)。2021 年 12 月 24 日，為了進(jìn)一步積極貫徹落實(shí)政府秋冬季限產(chǎn)、能耗雙控要求，緩解新冠疫情影響，公司決定 1 號(hào)高爐提前停爐檢修，檢修時(shí)間

19、3 個(gè)月，公司高碳錳鐵停產(chǎn)達(dá) 50%。公司決定自 2022 年 1 月 1 日起，進(jìn)行產(chǎn)能壓減，中低錳產(chǎn)能縮減至 6000 噸/月，持續(xù)時(shí)間3 個(gè)月，在此期間公司中低錳停限產(chǎn)能達(dá)到 30%。為響應(yīng)國(guó)家政策及鐵合金協(xié)會(huì)關(guān)于降低能耗的倡議，公司嚴(yán)格控制錳系合金等高耗能行業(yè)開(kāi)工比例，使合金業(yè)務(wù)在公司業(yè)務(wù)整體比重下降到 50%以下。資料來(lái)源：相關(guān)公司公告及官網(wǎng)，壁壘二：能耗與礦石成本電解錳和電解二氧化錳成本構(gòu)成主要來(lái)自錳礦石和電力成本。根據(jù)中國(guó)電解金屬錳產(chǎn)業(yè)成本分析（李維?。┮晃臄?shù)據(jù)，生產(chǎn) 1 噸電解錳需要耗電 55007000kWh，礦石和 電力成本分別占電解錳生產(chǎn)總成本的 34%和 29%。根據(jù)電

20、解二氧化錳生產(chǎn)過(guò)程強(qiáng)化與工藝放大規(guī)律研究（陳奇志）、氧陰極節(jié)能環(huán)保制備電解二氧化錳新方法（張慧，孟惠民，郭琳等），電解二氧化錳的生產(chǎn)耗能達(dá)到 20004000kWh/t。行業(yè)重點(diǎn)公司湘潭電化 2021 年報(bào)顯示，其生產(chǎn)的電解二氧化錳原料和能源成本占電解二氧化錳生產(chǎn)總成本的 70%以上。圖 8：電解金屬錳的生產(chǎn)成本構(gòu)成圖 9：湘潭電化電解二氧化錳生產(chǎn)成本構(gòu)成7%1%8%34%錳礦 電力 固定成本 硫酸 輔料 二氧化硒 稅費(fèi)原材料能源動(dòng)力人工工資折舊其他制造費(fèi)用 運(yùn)費(fèi)及倉(cāng)儲(chǔ)費(fèi)9%12%29%37%2%17%8%7%29%資料來(lái)源：中國(guó)電解金屬錳產(chǎn)業(yè)成本分析（李維?。?，資料來(lái)源：湘潭電化 2021

21、年報(bào)，錳礦石價(jià)格上漲對(duì)國(guó)內(nèi)錳生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)營(yíng)帶來(lái)挑戰(zhàn)。2021 年以來(lái)，受金屬錳價(jià)格暴漲影響，中國(guó)國(guó)產(chǎn)錳礦的價(jià)格快速上行，漲幅最高達(dá)到 200%。2022 年以來(lái)，受俄烏沖突等因素影響，海外進(jìn)口錳礦石漲價(jià)顯著，澳大利亞進(jìn)口礦價(jià)格漲幅接近 50%。由于中國(guó)錳礦主要依賴進(jìn)口，進(jìn)口礦價(jià)上漲使得國(guó)內(nèi)錳產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)的成本壓力增大。2022 年 7 月 12日，中國(guó)鐵合金工業(yè)協(xié)會(huì)錳系專業(yè)委員會(huì)召開(kāi)視頻會(huì)議并達(dá)成減產(chǎn)決議。決議要求國(guó)內(nèi)錳行業(yè)嚴(yán)格限、減產(chǎn) 60%以上，減少外礦采購(gòu)，避免高礦價(jià)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。圖 10：2021 年以來(lái)錳礦石價(jià)格漲幅明顯（單位：元/噸）南非澳大利亞巴西加蓬國(guó)產(chǎn)礦（右軸）656055504

22、54035302021/012021/032021/052021/072021/092021/112022/012022/0310090807060504030資料來(lái)源：亞洲金屬網(wǎng)，限電加上行業(yè)自發(fā)減產(chǎn)導(dǎo)致錳產(chǎn)品價(jià)格出現(xiàn)大幅波動(dòng)。2020 年 10 月，全國(guó)錳業(yè)技術(shù)委員會(huì)電解金屬錳創(chuàng)新聯(lián)盟正式成立，開(kāi)啟了電解錳行業(yè)供給側(cè)改革。2021 年受行業(yè)自發(fā)供給側(cè)改革和限電的影響，電解錳產(chǎn)量下滑，價(jià)格大漲。2022 年以來(lái)，電解二氧化錳行業(yè)出現(xiàn)減產(chǎn)行為，根據(jù)湘潭電化和紅星發(fā)展公司公告，兩家企業(yè)均從 2022 年 7 月起對(duì)電解二氧化錳產(chǎn)線進(jìn)行檢修以降低庫(kù)存水平。受減產(chǎn)影響，2022 年以來(lái)電解二氧化錳價(jià)

23、格大幅上漲，至 2022 年 7 月價(jià)格較 2021 年初漲幅接近 100%。圖 11：2021 年以來(lái)電解金屬錳和電解二氧化錳價(jià)格相繼大漲（單位：元/噸）電解錳片（99.7%，中國(guó)出廠）二氧化錳（堿性，91%，中國(guó)出廠）50000450004000035000300002500020000150001000050000200001800016000140001200010000800060002020/1/22020/7/22021/1/22021/7/22022/1/22022/7/2資料來(lái)源：亞洲金屬網(wǎng)，高純硫酸錳的產(chǎn)量受到金屬錳價(jià)格的制約。高純硫酸錳除了直接使用錳礦石進(jìn)行生產(chǎn)外，也可使

24、用金屬錳作為原料酸溶生產(chǎn)，但該路線受金屬錳產(chǎn)量和價(jià)格影響較大。2021 年下半年我國(guó)電解錳主產(chǎn)區(qū)由于限電等因素出現(xiàn)產(chǎn)量下滑，引發(fā)電解錳價(jià)格暴漲，進(jìn)而導(dǎo) 致電解錳轉(zhuǎn)產(chǎn)硫酸錳路線出現(xiàn)嚴(yán)重虧損，酸溶產(chǎn)線被迫關(guān)停導(dǎo)致硫酸錳供應(yīng)出現(xiàn)緊張局面。隨著硫酸錳需求的快速增長(zhǎng)，我們預(yù)計(jì)電解錳轉(zhuǎn)產(chǎn)硫酸錳的技術(shù)路線仍將占據(jù)一定的市場(chǎng) 份額，這也意味著電解錳與硫酸錳價(jià)格的相對(duì)強(qiáng)弱會(huì)繼續(xù)影響硫酸錳的產(chǎn)能釋放。圖 12：電池級(jí)硫酸錳與電解金屬錳價(jià)差走勢(shì)轉(zhuǎn)產(chǎn)盈虧（右軸）硫酸錳不含稅價(jià)價(jià)電解錳轉(zhuǎn)產(chǎn)硫酸錳成本16000140001200010000800060004000200002021/012021/042021/07202

25、1/102022/012022/042022/076000400020000-2000-4000-6000資料來(lái)源：亞洲金屬網(wǎng)，壁壘三：錳渣處理問(wèn)題電解錳生產(chǎn)過(guò)程中的錳渣處理是限制錳行業(yè)產(chǎn)能擴(kuò)張的重要因素。每生產(chǎn) 1 噸電解錳約產(chǎn)生 8-10 噸錳渣，其中含有銅、鋅、鎘等重金屬離子以及硫酸鹽、氨氮等。錳渣屬于第 II 類一般工業(yè)固體廢物，根據(jù) 2014 年環(huán)境部發(fā)布電解錳行業(yè)污染防治可行技術(shù)指南（試行）要求，電解錳渣經(jīng)鑒別不具有危險(xiǎn)特性的，可用于生產(chǎn)建材，也可作為一般工業(yè)固廢進(jìn)行永久性集中貯存。目前電解錳渣以防滲渣場(chǎng)堆存處置為主，無(wú)害化處置比例較低。電解錳渣的大量堆存可能導(dǎo)致其中的銅、鋅、鎘等

26、重金屬離子以及硫酸鹽和氨氮等隨著雨水、滲濾液進(jìn)入當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，對(duì)土壤、河流和地下水造成污染。同時(shí)錳渣堆存還存在潰壩風(fēng)險(xiǎn)，因此對(duì)于電解錳渣的治理已經(jīng)成為錳行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題，也在一定程度上制約了電解錳產(chǎn)能的擴(kuò)張。錳渣處理會(huì)增加企業(yè)成本，且行業(yè)消納能力有限。電解錳渣的處理方法包括源頭減量、無(wú)害化處置、用于水泥等建材行業(yè)等。以上措施雖然可以實(shí)現(xiàn)電解錳渣的有效治理，但會(huì)顯著增加錳生產(chǎn)企業(yè)的成本，且對(duì)周邊的產(chǎn)業(yè)配套提出了較高的要求。我國(guó)電解錳行業(yè)每年產(chǎn)出錳渣約 1000 萬(wàn)噸，錳渣儲(chǔ)存量則達(dá)到 1.3 億噸，行業(yè)短期內(nèi)消納有限。且電解錳行業(yè)經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)高，處理錳渣對(duì)企業(yè)的新增投資和成本抬升帶來(lái)了更大的挑戰(zhàn)。

27、表 6：電解錳渣的處理方案處理方法簡(jiǎn)介通過(guò)源頭減量技術(shù)應(yīng)用，減少電解錳渣排放及有害元素的摻入，可緩解后續(xù)無(wú)害化和資源化源頭減量無(wú)害化處置的難度和壓力對(duì)電解錳渣進(jìn)行無(wú)害化處置，固定、回收或脫除電解錳渣中的氨氮和重金屬，可降低電解錳渣對(duì)環(huán)境的污染破壞用于墻體材料電解錳渣可作為填充材料或通過(guò)活性激發(fā)等工藝處置后，用于墻體材料的制備煅燒后電解錳渣可用于水泥混合材，另外電解錳渣含有較多硫酸鈣，其部分替代石膏作為硅用于水泥酸鹽水泥緩凝劑，也可作為硫鋁酸鹽水泥的配料，煅燒后電解錳渣也可用于水泥混合材用于肥料電解錳渣中含有豐富礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素，有機(jī)質(zhì)和硫酸銨，可用于制備錳肥等肥料用于路基材料電解錳渣在經(jīng)過(guò)無(wú)害化

28、處置后可用于路基材料資料來(lái)源：電解錳渣綜合治理技術(shù)研究應(yīng)用現(xiàn)狀和思考（蒙正炎，高遇事，賈韶輝等）， 錳在電池材料中的應(yīng)用分析二氧化錳與四氧化三錳的應(yīng)用對(duì)比一次電池和二次電池用 EMD 產(chǎn)品性能指標(biāo)存在差異。使用 EMD 的一次電池有無(wú)汞堿錳電池、鋰錳電池等。在一次電池中，EMD 直接作為正極，對(duì)電池的性能有重要影響。根據(jù)EMD 性質(zhì)對(duì)堿錳電池電性能影響的綜述（郭世忠，王豐梅，金成昌），EMD 中二氧化錳的含量與堿錳電池性能密切相關(guān)，堿錳電池用 EMD 中二氧化錳的含量應(yīng)當(dāng)控制在 90%93%。二次電池中 EMD 作為錳源，用于后續(xù)正極材料的合成，由于制成正極材料前仍有進(jìn)一步除雜的工序，因此二次

29、電池用 EMD 產(chǎn)品在理化性能上的要求相較于一次電池用 EMD 稍低。表 7：一次堿錳電池、二次電池用EMD 的技術(shù)參數(shù)成分要求無(wú)汞堿錳電池專用型（一次電池）錳酸鋰電池材料級(jí)（二次電池）二氧化錳91.0%水分2.0%3.0%鐵0.0080%0.0100%銅0.0005%0.0010%鉛0.0005%0.0010%鎳0.0005%0.0010%鈷0.0005%0.0010%鹽酸不溶物0.1%硫酸鹽1.3%pH57資料來(lái)源：湘潭電化官網(wǎng)，四氧化三錳相較 EMD 純度更高，是其應(yīng)用于二次電池的突出優(yōu)勢(shì)。根據(jù)四氧化三錳為錳源合成高性能錳酸鋰的工藝研究（王志鵬，楊洋，王以存等）一文，EMD 的生產(chǎn)工藝導(dǎo)

30、致其純度相對(duì)于由電解金屬制備的四氧化三錳較低。代表性專利顯示，四氧化三錳產(chǎn)品的純度可達(dá)到 98%，而二次電池用 EMD（以四價(jià)錳元素含量計(jì)）的純度一般為 92%左右。更高的純度使得四氧化三錳更適于鋰離子電池錳系正極材料的制備。表 8：四氧化三錳與二氧化錳制備方法的專利分析產(chǎn)品類型專利名稱申請(qǐng)日純度（以化合物計(jì)）一種低雜質(zhì)電解二氧化錳的制備方法2021.03.3191.26%95.62%一種生產(chǎn)錳酸鋰材料用的電解二氧化錳的制備方法2021.03.3189.33%93.65%二次電池用二氧化錳低鉀低鈉型錳酸鋰用電解二氧化錳制備方法2020.12.2292.32%一種錳酸鋰電池專用電解二氧化錳及其制

31、備方法2019.06.1191.20%91.60%鋰電池正極材料錳酸鋰用電解二氧化錳的生產(chǎn)方法2013.11.0792.5%一種制備高純四氧化三錳和高純氧化鎂的方法2022.01.1797.87%99.03%一種低硫四氧化三錳及其制備方法2021.12.1797.64%99.25%四氧化三錳一種四氧化三錳的制備方法2020.12.1692.26%99.50%一種高活性四氧化三錳的制備方法2019.08.1598.01%98.84%一種制備四氧化三錳的方法2018.12.1198.57%資料來(lái)源：CNKI，相比于 EMD，四氧化三錳合成的錳酸鋰性能更優(yōu)。根據(jù)利用高密度四氧化三錳制備錳酸鋰的研究（

32、李玉婷，莫燕嬌，甘永蘭等），由 EMD 制備的錳酸鋰呈現(xiàn)為微米級(jí)的二次顆粒，而由四氧化三錳制備的錳酸鋰為微米級(jí)的八面體單晶顆粒，其尺寸均一性更優(yōu)、雜質(zhì)含量更低、循環(huán)性能及電性能更好。但四氧化三錳的壓實(shí)密度低于 EMD，加上四氧化三錳的吸液量不一致，造成后續(xù)在涂布加工的電解液調(diào)配難度較大，導(dǎo)致下游產(chǎn)品的極片報(bào)廢率比較高，因此四氧化三錳和二氧化錳至今尚未實(shí)現(xiàn)對(duì) EMD 的全面替代。圖 13：以 EMD 和四氧化三錳為原料生產(chǎn)的錳酸鋰 SEM 圖資料來(lái)源：四氧化三錳和電解二氧化錳制備尖晶石型錳酸鋰的研究（王雙才，習(xí)小明，李偉等）圖 14：以 EMD 和四氧化三錳為原料生產(chǎn)的錳酸鋰循環(huán)性能比較資料來(lái)源

33、：四氧化三錳和電解二氧化錳制備尖晶石型錳酸鋰的研究（王雙才，習(xí)小明，李偉等）錳基正極材料的合成制備工藝錳酸鋰工業(yè)生產(chǎn)常用高溫固相法合成錳酸鋰正極材料。根據(jù)鋰離子電池錳酸鋰正極材料研究進(jìn)展（羅鳳蘭，謝紅艷），錳酸鋰的制備方法有高溫固相法、微波合成法、溶膠凝膠法、共沉淀法和水熱合成法等。目前工業(yè)生產(chǎn)主要利用固相反應(yīng)法，錳源可以采用電解二氧化錳(EMD) 或者四氧化三錳， 鋰源可以選用碳酸鋰， 通過(guò)機(jī)械混勻后在氧化氣氛下以 800-900的高溫?zé)Y(jié) 12-18 小時(shí)得到錳酸鋰晶體。圖 15：高溫固相法制備錳酸鋰正極材料的流程圖及反應(yīng)方程式資料來(lái)源：鋰離子電池錳酸鋰正極材料研究進(jìn)展（羅鳳蘭，謝紅艷），

34、三元正極材料三元正極材料主要由共沉淀法制備。與錳酸鋰的制備相比，制備三元正極生產(chǎn)首先要使用共沉淀法制備粒徑小、混合均勻的前驅(qū)體，即先將硫酸鎳、硫酸錳、硫酸鈷配置成硫酸鹽混合溶液，通過(guò)加入氫氧化鈉或氨水將金屬離子沉淀下來(lái)，通過(guò)對(duì)沉淀物過(guò)濾洗滌干燥獲得前驅(qū)體。將三元前驅(qū)體與氫氧化鋰或碳酸鋰混合后進(jìn)行 550的預(yù)煅燒和 850的煅燒，可以制得三元正極材料。通過(guò)調(diào)整前驅(qū)體中各金屬元素的比例，可以獲得不同 Ni、 Co、Mn 含量的三元正極材料。圖 16：共沉淀法制備 NCM 正極材料的路線圖資料來(lái)源：Excellent electrochemical performance of LiNi0.5Co0

35、.2Mn0.3O2 with good crystallinity and submicron primary dispersed particles（Yanfang Xie，F(xiàn)uzhong Wu，Xinyi Dai 等），磷酸錳鐵鋰磷酸錳鐵鋰可以通過(guò)固相法或共沉淀法合成。目前磷酸錳鐵鋰的合成方法主要分為固相法和共沉淀法。固相法是合成正極材料最傳統(tǒng)的方法，過(guò)程簡(jiǎn)單且易工業(yè)化。根據(jù)專利磷酸錳鐵鋰的制備方法，正極材料及鋰離子電池（星恒電源），固相法制備 LMFP 可以先將錳源、鐵源固相混合后在 3001200下進(jìn)行燒結(jié)，得到錳鐵氧化物。再將錳鐵氧化物與鋰源、磷源進(jìn)行固相混合后在 350900進(jìn)行二

36、次燒結(jié)，即可得到 LMFP 材料。通過(guò)調(diào)整原料中錳源和鐵源的比例，可以制備不同錳鐵比的 LiMnxFe1-xPO4。圖 17：固相法制備磷酸錳鐵鋰正極材料的流程圖資料來(lái)源：專利磷酸錳鐵鋰的制備方法，正極材料及鋰離子電池（星恒電源），磷酸錳鐵鋰正極材料也可以通過(guò)共沉淀法制備。根據(jù)專利一種磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法（蘭鈞新能源），共沉淀法通常先將含 Mn2+和 Fe2+的鹽溶液與沉淀劑（草酸鈉或氫氧化鈉）、螯合劑（檸檬酸或 EDTA）混合形成錳鐵前驅(qū)體，再加入鋰源和磷源，混合均勻后在 60120下干燥 12 小時(shí)，最后在 100700燒結(jié) 16 小時(shí)即可合成 LMFP 材料。根據(jù)文獻(xiàn)LiMn1-

37、xFexPO4 正極材料制備方法的研究進(jìn)展（齊美洲，汪志全，李道聰?shù)龋?，共沉淀法所制備?LMFP 材料能量密度高、倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性好，且操作簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。圖 18：共沉淀法制備磷酸錳鐵鋰正極材料的流程圖資料來(lái)源：專利一種磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法（蘭鈞新能源），多種錳鹽或錳氧化物均可作為生產(chǎn)磷酸錳鐵鋰的錳源。根據(jù)目前公布的專利顯示，不同企業(yè)采用了不同的磷酸錳鐵鋰合成路線，選取的錳源也不盡相同。錳源可選用磷酸錳、碳酸錳、硫酸錳、硝酸錳、醋酸錳、草酸錳、氯化錳、溴化錳等錳鹽，也可選擇二氧化錳、四氧化三錳、三氧化二錳等錳基氧化物。考慮到各類型錳化合物的產(chǎn)業(yè)化程度，我們判斷硫酸錳、

38、二氧化錳和四氧化三錳這三種產(chǎn)品最有可能成為未來(lái)磷酸錳鐵鋰的錳源。其中硫酸錳憑借可以從礦石直接制備，擴(kuò)產(chǎn)限制更少，可以通過(guò)電解錳快速轉(zhuǎn)產(chǎn)的特點(diǎn)有望成為電池材料企業(yè)更青睞的錳源供給。表 9：磷酸錳鐵鋰專利所用錳源專利名稱申請(qǐng)人錳源磷酸錳鐵鋰前驅(qū)體、磷酸錳鐵鋰正極材料及其制備方法和電極材料、電極以及鋰離子電池當(dāng)升科技硫酸錳、硝酸錳、乙酸錳和氯化錳中的至少一種磷酸錳鐵鋰復(fù)合材料及其制備方法、正極和鋰離子電池比亞迪氯化錳、溴化錳、硝酸錳、高氯酸錳、硫酸錳和醋酸錳的一種或多種由磷礦制備磷酸鋰的方法、磷酸錳鐵鋰及磷酸鐵鋰正極材料的制備方法德方納米二氧化錳、三氧化二錳、四氧化三錳、草酸錳、醋酸錳和硝酸錳的至少

39、一種一種改性磷酸錳鐵鋰正極材料及其制備方法和應(yīng)用億緯鋰能一水硫酸錳碳酸錳、草酸錳、醋酸錳、二氧化錳、三氧化二錳、四氧化三錳中至一種磷酸錳鐵鋰正極材料及其制備方法和應(yīng)用斯科蘭德磷酸錳鐵鋰的制備方法，正極材料及鋰離子電池星恒電源少一種含有結(jié)晶水或不含有結(jié)晶水的硫酸錳、碳酸錳、醋酸錳、磷酸錳、硝酸錳、草酸錳、檸檬酸錳中的一種或多種一種磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法蘭鈞新能源乙酸錳、硫酸錳或硝酸錳中的一種或幾種一種磷酸鐵鋰/碳包覆的核殼型磷酸錳鐵鋰復(fù)合正極材料及其制備方法國(guó)軒高科硝酸錳、硫酸錳、氯化錳、碳酸錳中的一種或者二種組合磷酸錳鐵鋰及其制備方法光華科技二氧化錳磷酸錳鐵鋰的制備方法及其包覆三元材料的

40、方法天津力神二氧化錳資料來(lái)源：國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)，鈉離子電池正極材料用于鈉電池的層狀氧化物正極材料可用固相法制備。根據(jù)專利一種層狀鈉離子正極 材料及制備方法（中比動(dòng)力電池），制備層狀氧化物鈉電正極材料時(shí)首先將碳酸鈉、三氧化二鐵、氧化銅、二氧化錳溶于三乙醇胺溶液中，球磨 816 小時(shí)。之后將混合物在 80120下干燥 12 小時(shí)，可以得到前驅(qū)體。最后將前驅(qū)體在 350900煅燒 10 小時(shí)，可以得到用 于鈉離子電池的 NaCuxFeyMnzO2 層狀氧化物正極材料。圖 19：固相法制備用于鈉離子電池的層狀氧化物正極材料的流程圖資料來(lái)源：專利一種層狀鈉離子正極材料及制備方法（中比動(dòng)力電池），用于鈉

41、電池的錳基普魯士藍(lán)材料可用共沉淀法制備。根據(jù)文獻(xiàn)用于鈉離子正極的錳基普魯士藍(lán)材料的制備及其性能（裘呂超，曾挺健，魯曠達(dá)等），共沉淀法可以制備用于鈉離子的電池的錳基普魯士藍(lán) NaxMnFe(CN)6y 正極材料。首先將 Na4Fe(CN)6 和 NaCl溶液充分混合，將 MnSO4 溶液逐滴加入上述混合溶液中，將獲得的白色沉淀過(guò)濾洗滌，最后在 110下真空干燥 18 小時(shí)即可制得錳基普魯士藍(lán)材料。圖 20：共沉淀法制備用于鈉離子電池的錳基普魯士藍(lán)正極材料的流程圖資料來(lái)源：用于鈉離子正極的錳基普魯士藍(lán)材料的制備及其性能（裘呂超，曾挺健，魯曠達(dá)等），電池用錳量測(cè)算不同類型錳基正極材料含錳量：三元鎳鈷

42、錳正極材料（NCM）中，錳元素含量普遍小于 20%。而在錳酸鋰（LiMn2O4）、鎳錳酸鋰（LiNi0.5Mn1.5O4）正極材料中，錳含量約為 61%和 45%，是這兩種材料的主要構(gòu)成金屬元素。對(duì)于磷酸錳鐵鋰（LMFP）材料，鐵錳比通常為 1:1/3:2/3:1 等，當(dāng)鐵錳比為 3:2 時(shí)（即 LiMn0.6Fe0.4PO4），錳元素含量為 21%。富鋰錳基（xLi2MnO3(1-x)LiMO2，M 為 Ni、Co、Mn）正極材料的化學(xué)式并不固定，當(dāng) x=0.5，Ni/Co/Mn 比例為 1:1:1 時(shí)，錳含量約 34%。鈉離子電池正極材料有層狀氧化物、普魯士藍(lán)化合物、聚陰離子性化合物等技術(shù)

43、路線。鈉離子電池正極材料主要包括金屬氧化物體系（層狀、隧道結(jié)構(gòu)）、普魯士藍(lán)化合物體系、聚陰離子化合物體系等。層狀氧化物正極材料具有能量密度高、倍率性能好等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)技術(shù)轉(zhuǎn)化容易，應(yīng)用前景較好。以寧德時(shí)代專利中采用的層狀氧化物正極材料（Na0.85Li0.1(Ni0.25Mn0.75)0.7Fe0.2O2）為例，其錳元素含量為 28。表 10：國(guó)內(nèi)布局鈉離子電池的企業(yè)及相關(guān)技術(shù)路線正極結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)隧道結(jié)構(gòu)氧化物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性良好循環(huán)性能好倍率性能好充電比容量低工作電壓低層狀氧化物可逆比容量高能量密度高倍率性能高 技術(shù)轉(zhuǎn)化容易容易吸濕循環(huán)性能稍差正極結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)普魯士藍(lán)類工作電壓可調(diào)可逆比容量

44、高能量密度高合成溫度低導(dǎo)電性能差庫(kù)侖效率低聚陰離子型電壓平臺(tái)穩(wěn)定熱穩(wěn)定性好循環(huán)性能好 空氣穩(wěn)定性好可逆比容量低可能危害人體健康資料來(lái)源：鈉離子電池儲(chǔ)能技術(shù)及經(jīng)濟(jì)性分析（張平，康利斌，王明菊等），鈉離子電池 Na0.75Ni0.2Co0.2Mn0.6O2正極材料的改性研究（褚陸喜），鈉離子電池層狀氧化物正極材料的設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究（李旭晨），鈉離子電池錳基層狀氧化物電極材料（高杰），圖 21：不同錳基正極材料中錳含量對(duì)比61%45%34%28%19%17%21%11%6%70%60%50%40%30%20%10%0%NCM333NCM523NCM622NCM811錳酸鋰鎳錳酸鋰 磷酸錳鐵鋰 富鋰錳基

45、 鈉離子電池資料來(lái)源：CNKI，國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局，測(cè)算受益于錳基正極材料滲透率提升，我們預(yù)測(cè)2030 年動(dòng)力電池行業(yè)用錳量有望超過(guò)100萬(wàn)噸。我們預(yù)測(cè)到 2025/2030 年全球動(dòng)力電池出貨量有望達(dá)到 1497/3418GWh。以磷酸錳鐵鋰和富鋰錳基為代表的錳基正極材料在動(dòng)力電池領(lǐng)域的滲透率有望逐漸提升?；诓煌臐B透率假設(shè)，我們測(cè)算了 2025 年和 2030 年動(dòng)力電池行業(yè)用錳量。在樂(lè)觀/中性/悲觀場(chǎng)景下，預(yù)計(jì) 2030 年全球動(dòng)力電池用錳量將達(dá)到 123/106/90 萬(wàn)噸；中性場(chǎng)景下，預(yù)計(jì) 2030 年全球動(dòng)力電池行業(yè)錳用量將較 2021 年增長(zhǎng)約 20 倍。表 11：動(dòng)力電池行業(yè)用錳

46、量測(cè)算20212025E2030E悲觀中性樂(lè)觀悲觀中性樂(lè)觀動(dòng)力電池出貨量（GWh）371149714971497341834183418三元電池滲透率66%55%50%45%45%40%35%三元電池裝機(jī)量（GWh）245823748674153813671196錳酸鋰電池滲透率0%0%1%1%1%2%3%錳酸鋰電池裝機(jī)量（GWh）137153468103鎳錳酸鋰電池滲透率0%0%1%2%1%2%3%鎳錳酸鋰電池裝機(jī)量（GWh）001530346810320212025E2030E悲觀中性樂(lè)觀悲觀中性樂(lè)觀磷酸錳鐵鋰電池滲透率0%10%12%15%15%18%20%磷酸錳鐵鋰電池裝機(jī)量（GWh）

47、0150180225513615684富鋰錳基電池滲透率0%1%2%3%3%5%8%富鋰錳基電池裝機(jī)量（GWh）0153045103171273鈉離子電池滲透率0%2%5%6%10%12%15%鈉離子電池裝機(jī)量（GWh）0307590342410513正極材料用量三元正極材料用量（萬(wàn)噸）36.7123.5112.3101.0230.7205.1179.4錳酸鋰正極材料用量（萬(wàn)噸）0.10.71.93.78.517.125.6鎳錳酸鋰正極材料用量（萬(wàn)噸）0.00.02.44.75.410.816.2磷酸錳鐵鋰正極材料用量（萬(wàn)噸）0.027.232.640.893.1111.8124.2富鋰錳基正極材料用量（萬(wàn)噸）0.01.02.03.06.