باعتبارها نوعًا جديدًا من البطاريات، فإن فوسفات الحديد الليثيوم والمنغنيز ناتج عن طفرة جينية في فوسفات الحديد الليثيوم. فهي لا تتميز فقط بمنصة جهد أعلى، وكثافة طاقة أعلى، وأداء أفضل في درجات الحرارة المنخفضة، بل تحتفظ أيضًا بمزايا السلامة العالية والتكلفة المنخفضة لفوسفات الحديد الليثيوم. حتى الآن، وقد وضعت العديد من الشركات المصنعة العالمية الرائدة مثل CATL وBYD وTesla خططها بالفعل وهذه الأغنية الجديدة الآن هي "smoke يكون في كل مكان.
تم استخدام بطارية M3P الخاصة بالشركة في طرازات شيري وهواوي. وقد كشفت شركة CATL عن ذلك في بداية هذا العام. في أغسطس من العام الماضي، أصدرت وزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات الدفعة 374 من الإعلانات المتعلقة بمؤسسات ومنتجات إنتاج المركبات البرية، والتي تتضمن إعلانات عن منتجات جديدة. تم تجهيز سيارة شيري شينغجيوان ES وأول سيارة كهربائية بالكامل جديدة، تشيجي إس 7، التي طورتها شيري وهواوي بالتعاون، ببطارية ليثيوم أيون ثلاثية + فوسفات حديد ومنغنيز، أي بطارية M3P من CATL.
منذ عام 2024، تم تجهيز العديد من الطرازات الجديدة، بما في ذلك شيري شينغتو ياوقوانج و شيانغجي S9 و زيجي R7، ببطاريات فوسفات الحديد والمنغنيز الليثيوم. مما يُشير إلى تسارع عملية تسويق بطاريات فوسفات الحديد والمنغنيز الليثيوم. إضافةً إلى ذلك، تخطط شركة تسلا لاستخدام هذه البطاريات في سيارتها موديل 3، مما يدل على أن هذا النهج التكنولوجي بات يُستخدم على نطاق واسع في مجال السيارات الكهربائية.
من المتوقع أن يبدأ إنتاج بطاريات فوسفات الحديد والمنغنيز الليثيوم هذا العام على نطاق واسع، وأن تغزو مجالات بطاريات الليثيوم الحديدية وبطاريات النيكل الثلاثية على نطاق واسع. وتتوقع المؤسسات الصناعية أن تصل نسبة انتشار بطاريات فوسفات الحديد والمنغنيز الليثيوم إلى 5-10% بحلول عام 2025، وأن يصل الطلب على البطاريات إلى حوالي 130 جيجاواط/ساعة. وقد يتجاوز الطلب على الأقطاب الموجبة المقابلة 200 ألف طن، وسيبلغ حجم السوق حوالي 15 مليار يوان. وبحلول عام 2030، ستتجاوز نسبة الانتشار 30%. سيتجاوز الطلب على البطاريات 1500 جيجاواط ساعة، وسيتجاوز الطلب المقابل على الأقطاب الموجبة 2.6 مليون طن، وقد يتجاوز حجم السوق 150 مليار يوان.
01
المزيد من فوسفات الحديد الليثيوم
مع تحسن الأداء الشامل لبطاريات الطاقة، تشهد بطاريات الفوسفات تطوراً من فوسفات حديد الليثيوم إلى فوسفات حديد الليثيوم والمنغنيز. فعلى أساس فوسفات حديد الليثيوم، تُضاف كمية محددة من المنغنيز، وتُعدَّل نسبة عدده الذري إلى الحديد (نسبة المنغنيز إلى الحديد) لزيادة جهد التشغيل للمادة، مما ينتج عنه منتجات فوسفات حديد الليثيوم والمنغنيز.
d" تقترب بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم حاليًا من الحد الأقصى لكثافة الطاقة، ومن الصعب جدًا تجاوز هذا الحد. أشار خبراء الصناعة إلى أن فوسفات الحديد الليثيوم يتمتع بمنصة جهد أعلى من فوسفات الحديد الليثيوم، ومن المتوقع أن تكون كثافة الطاقة النظرية الخاصة به أعلى بنسبة 20٪ من كثافة الطاقة الخاصة بفوسفات الحديد الليثيوم، مما يمكن أن يكسر عنق الزجاجة في كثافة الطاقة الذي يواجهه فوسفات الحديد الليثيوم إلى حد ما.
على سبيل المثال، تم إصدار بطارية فوسفات الحديد والمنغنيز الليثيوم L600تتمتع خلية بطارية الليثيوم والحديد والمنغنيز الفوسفاتية التي طورتها شركة شينوانغدا بكثافة طاقة تبلغ 240 واط/كجم، وذلك وفقًا لشركة غوكسوان للتكنولوجيا العالية في مايو من العام الماضي. وتبلغ كثافة الطاقة لهذه الخلية 235 واط/كجم.
قال الدكتور تشو فو، نائب مدير معهد البحوث الهندسية في شركة غوكسوان للتكنولوجيا العالية، متحدثًا عن بطارية كيتشن التابعة للشركة: "لا نستخدم مواد ثلاثية، ومع ذلك يمكننا جعل مدى السيارة يصل إلى 1000 كيلومتر". وأضاف: "بالمقارنة مع بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم، فإن بطاريات كيتشن تحتوي فقط على عنصر المنغنيز، مما يزيد من كفاءة البطارية بنسبة 5% تقريبًا".
وقال تشنغ يوكون، رئيس مجلس إدارة شركة CATL، أيضاً إن بطاريات M3P يمكنها خفض التكاليف وزيادة الكفاءة، كما أن أداءها في درجات الحرارة المنخفضة وكثافة الطاقة فيها أفضل من بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم، وتكاليفها أفضل من تكاليف بطاريات الليثيوم الثلاثية. وقال وانغ تشوانفو، رئيس مجلس إدارة شركة بي واي دي، إن كثافة الطاقة لبطاريات فوسفات الحديد والمنغنيز الليثيوم التي تنتجها الشركة قد وصلت إلى مستوى المواد الثلاثية. وتكون التكلفة أكثر اقتصادية.
تجدر الإشارة إلى أن فوسفات الليثيوم والحديد والمنغنيز يتمتع بميزة أخرى، وهي إمكانية مشاركة خط الإنتاج مع فوسفات الليثيوم والحديد. وقد أوضحت شركة ديفانغ نانو أن خط إنتاج فوسفات الليثيوم والحديد والمنغنيز التابع لها قابل للاستخدام لإنتاج فوسفات الليثيوم والحديد، كما يمكن تحويل خط إنتاج فوسفات الليثيوم والحديد الحالي لإنتاج فوسفات الليثيوم والحديد والمنغنيز. كما ذكرت شركة هونان يونينغ أنها خططت لإنشاء مشروع فوسفات الليثيوم والحديد والمنغنيز في مقرها الرئيسي في يونان، وأن خط إنتاجه قابل للتحويل بسلاسة مع خط إنتاج فوسفات الليثيوم والحديد.
02
إتاحة المجال لخفض التكاليف وتحسين الكفاءة
من منظور طرح المنتج في السوق، تُخلط معظم بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم والمنغنيز حاليًا بمواد متعددة، مما يتيح مجالًا لخفض التكاليف وتحسين الكفاءة في الطرازات المتوسطة والعالية الجودة. وأشار خبراء الصناعة إلى أن أكثرها شيوعًا يمكن الحصول على خصائص مادية أكثر توازناً من خلال استخدام فوسفات الحديد الليثيوم والمنغنيز والمواد الثلاثية. ، وتحقيق التوازن الأمثل في الموصلية وكثافة الطاقة والسلامة وأداء الدورة، ومن المتوقع استخدامها في المركبات الكهربائية طويلة المدى.
على سبيل المثال، تُعد بطارية M3P من CATL حلاً نموذجياً متعدد الاستخدامات. وقد كشفت شركة رونغكي تكنولوجي مؤخراً عن دمج منتجاتها من الجيل الأول من فوسفات حديد الليثيوم للسيارات الكهربائية مع محاليل ثلاثية، مع تحديد المواصفات المطلوبة من قبل العميل، وتحقيق أول دفعة من الإنتاج الضخم؛ وفي الوقت نفسه، تم استيفاء متطلبات العميل الرئيسي فيما يتعلق بمحلول فوسفات حديد الليثيوم النقي. ويُذكر أن شركة رونغكي تكنولوجي بلغت شحنات فوسفات الحديد الليثيوم في النصف الأول من هذا العام إجمالي شحناتها لعام 2023 بأكمله، بزيادة قدرها 166% على أساس سنوي. وهذا يدل على أن الطلب في السوق على فوسفات الحديد الليثيوم قوي للغاية.
كشفت شركة ديفانغ نانو أيضًا أن منتجاتها من فوسفات الليثيوم والحديد والمنغنيز كانت الأولى من نوعها التي تُستخدم في المركبات، مع قدرات توريد واسعة النطاق، وتتزايد الشحنات تدريجيًا وفقًا لطلب العملاء. كما ذكرت شركة هونان يونينغ أن منتجاتها من فوسفات الليثيوم والحديد والمنغنيز قد دخلت مرحلة الإنتاج التجريبي، وتعمل بنشاط على تعزيز حصول العملاء على شهادات الجودة. وتتميز هذه المنتجات بأداء ممتاز من حيث ضغط المسحوق، والسعة، والسرعة، والأداء في درجات الحرارة المنخفضة، وغيرها من الخصائص.
في الوقت الحاضر، تقوم العديد من الشركات بزيادة قدرتها الإنتاجية من فوسفات الليثيوم والحديد والمنغنيز.
في الوقت الحالي، تمتلك شركة ديفانغ نانو طاقة إنتاجية لفوسفات الليثيوم والحديد والمنغنيز تبلغ 110,000 طن/سنة، وتخطط الشركة لـ زيادة طاقتها الإنتاجية إلى 440 ألف طن في عام 2025. في أغسطس من العام الماضي، خططت شركة هونان يونينغ لجمع ما لا يزيد عن 6.5 مليار يوان كتمويل إضافي لمشاريع مثل الإنتاج السنوي لـ 320 ألف طن من فوسفات الليثيوم والحديد والمنغنيز. وتخطط شركة رونغباي للتكنولوجيا لبناء طاقة إنتاجية لفوسفات الليثيوم والحديد والمنغنيز تبلغ 140 ألف طن سنويًا في الصين وكوريا الجنوبية بحلول عام 2025، وطاقة إنتاجية تبلغ 560 ألف طن سنويًا في الصين وكوريا الجنوبية وأوروبا والولايات المتحدة بحلول نهاية عام 2030.
تجدر الإشارة إلى أنه على الرغم من أن فوسفات الليثيوم والحديد والمنغنيز قوي للغاية، إلا أن هناك العديد من المجالات التي تحتاج إلى تحسين.
بالإضافة إلى التحسين السريع للأداء في الشحن السريع ودرجات الحرارة العالية وغيرها من الجوانب، من الضروري أيضًا تحقيق استقرار أكبر في عمليات التسليم بكميات كبيرة والتحكم في التكاليف. وأشار أحد مصنعي مواد الأقطاب الموجبة المحليين إلى أن اختيار تقنية معالجة فوسفات الليثيوم والحديد والمنغنيز، والتحكم الدقيق في معايير الإنتاج الأساسية، والتطبيق المتوازن لتقنيات التعديل مثل طلاء الكربون، والتحجيم النانوي، والتطعيم الأيوني، كلها عوامل مهمة. وقد أدى ذلك إلى الإنتاج الحالي الضخم والمستقر لفوسفات الليثيوم والحديد والمنغنيز، والذي يواجه حواجز تقنية عالية نسبياً.
من منظور اتجاهات التنمية طويلة الأجل، يعتقد خبراء الصناعة أنه في المستقبل، سيكمل فوسفات الحديد والمنغنيز الليثيوم مزايا فوسفات الحديد الليثيوم والمواد الثلاثية، ويمكن استخدامه بمفرده أو مزجه مع مواد أخرى للأقطاب الموجبة ليتناسب مع سيناريوهات تطبيق قطاعات السوق الأكثر تنوعًا، مما يدفع نمو الطلب في السوق على مواد الأقطاب الموجبة الفوسفاتية.