全球储能：LMR会是LFP的杀手吗？

LMR电池技术是在LFP和NMC化学之间的平衡方法，但存在挑战。LMR结合了LFP的安全性、成本效益以及NMC的高能量密度特性。LMR正极材料可以实现250-280 mAh/g的比容量，超过NMC正极材料。因此，据报道LMR电池可以提供约300 Wh/kg的电池级能量密度，通过在4.7V以上的电压进行优化，其潜力可达到320 Wh/kg。理论上，这比中国目前主流的LFP电池产品提高了35%。然而，LMR技术的关键挑战包括循环寿命、电压稳定性和可扩展性。韩国公司主要将LMR作为磷酸铁锂（LFP）的替代品，专注于入门级电动汽车市场，而中国公司则致力于高端应用。posco未来m（目标于2025年实现大规模生产）、umicore（2026年）以及通用汽车与lges合作（2028年）正在推进lmr电池技术的商业化。它有一定作用，但我们怀疑它能否取代lfp，lfp对大众市场而言已经足够好且成本更低。因此，我们感觉lmr是在lfp和nmc之间的一种折衷，既没有lfp的真正优势，也没有nmc的真正优势。此外，随着宁德时代提供lfp和nmc的混合电池包，我们认为这可能是一种更好的方法。用锰替代镍和钴也使得LMR理论上比NMC便宜20%，但仍然比中国的LFP贵约15%。我们估计 LMR 电池的理论成本约为每千瓦时 55 美元（基于中国制造和材料成本）。在 NMC 正极材料中，过渡金属代表了大约 60% 的总摩尔质量，其中钴或镍（每吨约 20k 美元）约占总体摩尔质量的 50%。相比之下，对于 LMR（NCM307），镍占总体摩尔质量的 19%，而锰（每吨2k 美元）构成 40%。锂锰高镍（LMR）电池技术被认为有潜力颠覆磷酸铁锂（LFP）市场。在过去的5年里，中国企业扰乱了NMC市场，LFP凭借低成本和高能量密度在中国获得了巨大的人气（>60% M/S）。最近，韩国企业宣布了一种新的电池化学成分（LMR），他们认为这可以反过来扰乱LFP市场，并为他们提供优势。尽管如此，LMR技术为中国以外的入门级和大众市场电动汽车提供了一种替代方案，其已建立的供应链最大限度地降低了原材料风险。lmr技术不依赖于镍和钴等稀缺资源，这可以引入供应链脆弱性。此外，lmr电池在其生命周期末期具有更好的回收潜力，增强了未来原材料安全。虽然lmr电池的估计成本高于lfp电池，但它们可以使用改造后的nmc生产线生产，显著减少了所需的资本投资。 www.bernsteinresearch.com 全球储能伯恩斯坦行情表投资影响股票300750.CH (CATL)373220.KS (LGES)051910.KS (LG Chem)006400.KS (SDI)003670.KS (浦项制铁)247540.KS (EcoPro BM)002466.CH (天齐锂业)9696.HK (天齐锂业)ASIAXO - 超额表现，M - 市场表现，U - 表现不佳，NR - 未评级，CS - 覆盖暂停 002466.CH，9696.HK基准年为2023年；数据来源：彭博，伯恩斯坦估计和分析。锂电池行业由两种竞争的负极化学体系主导，即高镍（NMC）和磷酸铁锂，或LFP。韩国公司专注于高镍电池，而中国则更专注于成本较低（且能量密度较低）的LFP电池。这已被证明是正确的决定。虽然LFP的能量密度低于NMC，但在许多情况下它们足够好，并且可以为电动汽车提供600-800公里的续航里程。LFP的优点是它们更安全，循环寿命更长，并且比高镍电池便宜得多。随着中国主导LFP技术，韩国电池制造商面临困境。他们可以效仿中国电池制造商，但由于中国在LFP方面的规模和技术优势，他们很难与之竞争。另一种选择是开创一种新的化学体系。根据我们的研究，他们似乎在两者之间做些平衡。虽然大多数韩国电池制造商计划开始生产LFP，但他们也在开发一种新的化学体系LMR。LMR在LFP和NMC之间提供了一个折衷方案，成本低于NMC，但能量密度高于LFP，这可能使其成为中国以外入门级大众市场的一个有吸引力的选项。另一个优点是现有的（NMC）生产线可以改造以生产这些电池。但缺点包括循环寿命较低、电压稳定性和可扩展性。因此，我们认为过早相信这将使韩国电池制造商在LFP方面获得优势。在我们的覆盖范围内，POSCO Future M预计到2025年将获得大规模生产技术。然而，鉴于我们更为怀疑的态度，我们仍然保持Underperform。LGES可能在2028年商业化LMR，但这距离产生差异太远，因此我们仍然保持Market-perform。我们的首选CATL没有计划LMR，我们继续相信它将在NMC和LFP方面占据主导地位，并且可以通过结合这两种化学体系在混合电池包中提供混合包，这提供了上行空间而没有任何缺点。 2 估值可比表格展品1：全球电池公司比较全球储能公司LGES285000.0韩元 65551 49266 42.6CATL三星SDI 170,800.0 韩元 16,704 8,954松下比亚迪SK创新Gotion High Tech法拉西斯EVE孙沃达CALB公司LGESCATL三星SDI松下比亚迪SK创新Gotion High Tech法拉西斯EVE孙沃达CALB宁德时代、LG能源解决方案和三星SDI由尼尔·贝弗里奇覆盖。比亚迪由刘恩赐覆盖。其他所有股票均未被伯恩斯坦覆盖。资料来源：彭博（一致预期）和伯恩斯坦分析 细节全球储能展品2：在最近几个月，韩国投资者对锂锰富（LMR）电池技术的进步和商业化表现出日益增长的兴趣。这项技术被视为一种具有成本竞争力的替代方案，其性能超越了主要由中国控制的无钴锂（LFP）电池。这为韩国公司提供了减少对中国LFP电池供应链依赖的机会。如表2所示，电池技术研究和开发的关键重点是提高能量密度，同时降低成本。LMR技术似乎能有效平衡这两个重要指标，将其定位为未来增长的潜力技术。在本篇中，我们分析了LMR电池的优缺点，并评估了其商业化潜力。基于中国电池电芯及零部件现货价格计算的成本 源自：公司数据，彭博，巴斯夫，伯恩斯坦分析目前，正在开发的主要的高锰酸锂正极材料有两种：层状富锰锂（例如巴斯夫的无钴 NCM307）和高电压尖晶石型锂镍锰氧（LNMO），例如哈德霍尔托普索公司的 LNMO:TBM-129 产品。LMR 材料（以 xLi2MnO3·(1 - x)LiMO3 的公式表示，其中 M = Ni、Mn、Co）比现有的先进 NMC 材料提供了容量提升。然而，在商业化之前，稳定性和循环寿命必须得到显著提高。高电压 LNMO 尖晶石（LiNi0.5Mn1.5O4）工作在约 4.7 V，但其理论比容量限制在 147 mAh/g，与 NMC 正极相比，在能量密度方面没有优势。这两种化学体系都预计将被西方法市场用于入门级和大众市场电动汽车，如展示 3 所示。本说明将主要集中于 LMR 材料。 与当前主流化学体系相比，LMR技术似乎能有效平衡更高能量密度和更低成本 全球储能LMR：一种平衡LFP和NMC的化学体系容量：LMR正极材料在当今主流化学中具有最高的比容量。研究表明，LMR正极可实现250 mAh/g至280 mAh/g的容量，超过典型的NMC正极（通常在150 mAh/g至200 mAh/g之间）。LMR的比容量提升归因于其双重氧化还原机制，利用了阳离子（过渡金属）和阴离子（氧）的氧化还原反应。此外，富锂层状结构也促进了容量的增加。虽然更高的正极容量与更高的能量密度相关，但也需考虑满足电压和循环寿命性能。电压：通常，LMR正极相比传统商业正极材料能够提供更高的工作电压。然而，富锂锰基层状氧化物晶体结构的不稳定性——由Mn³⁺的Jahn–Teller效应加剧——导致在循环过程中电压和容量快速衰退，限制了它们的实际应用。解决这种电压衰减对于商业化至关重要。目前，人们正在探索各种策略，如内部结构稳定化、电解液改性以及表面涂层，以缓解这个问题。LMR技术有效地结合了LFP的安全性、经济性和NMC的高能量密度，为中端电动汽车应用提供了一种通用的解决方案。尽管LFP在成本敏感市场占据主导地位，而NMC对于高端电动汽车至关重要，但LMR利用了两种化学结构的优势。然而，它需要解决与循环寿命、电压稳定性和可扩展性相关的挑战，以实现大规模商业化。成本：LMR的钴-free、锰-rich成分（60–70% Mn）在成本上将其置于LFP和NMC之间。根据我们的估计，LMR电池的理论成本约为US$55/kWh（基于中国制造成本和电池材料成本），即使商业化后，仍比LFP电池高约15%。锰的丰富性及其较低的提炼成本有助于避免与钴-dependent NMC相关的道德和供应链挑战。对于中端电动汽车，LMR的成本效益及其相当的能量密度为高端NMC市场提供了一个有吸引力的替代方案。生命周期：由于电压衰减问题，LMR的寿命循环性能尚未通过商业验证。尽管如此，其发展正在进行中，因为通用汽车报告称，通过专有涂层和颗粒工程，其LMR电池现在已与高镍NMC电池的寿命相匹配。相比之下，NMC电池的寿命循环达到1000-2000次循环，而LFP可以达到5000次循环以上。 54~554768来源：IDTechEx，伯恩斯坦分析展品4：就关键特性和成本而言，LMR是一种平衡LFP和NMC的化学材料来源：公司数据，伯恩斯坦分析及估算（成本）全球储能容量安全电压成本生命周期LFPNMC811LMRLMRNMx/LNMOLFPNMC化学LiNi1-xMnxO4LiFePO4Li(NixCo1-x-yMny)O2xLi2MnO3·(1 - x)LiMO2M = Ni，Mn，Co>280Wh/kg240-260Wh/kg200-240Wh/kg300-350Wh/kg能量密度循环寿命未完全报告2000-3000次循环3000-6000周期1000-2000周期电池成本，美元/千瓦时安全高高最高温和关键材料Ni, MnFe，PNi，Mn，CoNi, Mn,Co（无/非常低）应用中端电动汽车存储，预算电动车价格实惠的电动汽车，航空高级电动汽车电子根据巴斯夫的演示，LMR电池可以实现约300 Wh/kg的能量密度。通过进一步优化至超过4.7V的高电压，能量密度可以增加到320 Wh/kg。这一性能符合韩国电池制造商的预期，他们预计相比目前在中国通常为200 Wh/kg至240 Wh/kg的LFP电池，能量密度将提高33%。证据5：主要开发两种高锰阴极材料，包括层状LMR和高电压尖晶石LNMO安全：LMR电池的安全性介于LFP和NMC化学之间。受益于锰固有的热稳定性，LMR比NMC更不容易发生热失控，并且在高压条件下通常更安全。尽管由于其对点燃和热失控的 exceptional resistance（卓越抵抗），LFP被广泛认为是 safest option（最安全的选择），但LMR的稳定性略低。此外，在高压状态下，LMR产生的有毒气体比NMC少，并且在其低压状态下，LMR的易燃性低于LFP。 6 7与LFP/LMFP相比，LMR具有更好的价值主张，特别是在欧洲和北美来源：Umicore，伯恩斯坦分析全球储能展品7：LMRLFP/LMFP成本成本竞争力LF(M)P 在别处难以复制，成本高昂。中国的补贴和大量的铁库存磷酸盐关键绩效 /特性- 更高的能量密度;- 在低温下性能更佳；- 更好的可持续性绩效（更低的CO2生成)在现有的 NMC 生产线上生产制造LF(M)P需要进行绿地投资欧洲和N-A供应链生命周期末端更高的回收价值lf(m)p的回收不经济；铁原料供应限制磷酸盐虽然 LMR 电池的估算成本仍然高于 LFP 电池，但它们可以使用改装的 NMC 电池生产线进行制造，显著降低了生产设施所需的资本投资。尽管存在成本考量，LMR 电池具有高能量密度、低温性能提升和更好的可持续性指标等优势。除中国以外的地区对电池的需求受到 ICEV 和 EV 模型成本平价的影响。随着 EV 的普及日益转向大众市场，LMR 电池有望推动向更可持续和更具成本效益的 E