锰：不容忽视的第四种电池金属

原标题：锰：不容忽视的第四种电池金属

在火热的电动电池金属赛道上，锂、钴、镍三种关键金属备受市场关注，价格也在持续上涨。

根据电池原材料咨询公司Benchmark Mineral Intelligence的数据，从2020年1月初到2022年1月中旬，碳酸锂、电池级钴、硫酸镍价格分别上涨了569%、119%和55%。以三元材料电池为例，含锂、钴、镍等金属元素的正极材料成本占据了电池材料成本的近50%。

继这三种关键金属之后，接下来最重要的电池金属会是谁？中信证券分析师敖翀、拜俊飞、商力在他们的最新研报中表示，锰将成为“不容忽视的第四种电池金属”。

他们在报告中写道：

受益于三元正极材料和锰酸锂材料出货量的快速增长，我们预计2025年锂电正极材料用锰量将超过30万吨，2021-2025年复合增长率（CAGR）为32%。
随着新型锰基正极材料的渗透率提升，我们预计锂电池用锰量将出现激增，至2035年有望增至130万吨以上，超过2021年的10倍。

锰主要应用于钢铁行业当前电池用锰占比较低

作为重要的工业原料，锰被广泛应用于钢铁、有色冶金、化工、电子、电池、农业、医学等领域。2021年全球锰消费量超过2000万吨，其中95%以上用于钢铁冶金行业，钢铁行业用锰在锰的下游消费中占据绝对主导地位。

近年来锰在电池领域的应用得到市场关注，传统的锌-锰电池主要使用电解二氧化锰（EMD）作为正极，并且在动力电池正极材料如锰酸锂、镍钴锰酸锂中，锰也是重要的组成元素。2021年，锰在电池行业的应用合计占比约2%，其中锂离子电池用锰量占比约0.5%。

新型锰基正极材料发展前景广阔产业化进程加速

锰在锂电正极材料中的应用当前主要以锰酸锂（LMO）和镍钴锰酸锂（NCM，三元材料）为主。LMO和NCM材料综合性能较好，容易进行工业化生产，目前已成为动力电池市场主流。

据中国有色金属工业协会锂业分会的统计，2021 年LMO材料出货量达到11.1万吨，占中国正极材料市场的市场份额为10%。根据EV Tank统计的数据，中国三元正极材料出货量保持高速增长，2021年共计出货42.2万吨，同比增长79.6%。

含锰正极材料的突出优势是高电压带来的高能量密度、原料供应丰富以及成本低廉，缺点则主要体现在电化学性能较差、循环寿命短等方面。

近年来随着材料改性技术的进步，锰基正极材料的产业化进程加速。

其中磷酸锰铁锂（LMFP）作为磷酸铁锂（LFP）最重要的改进方向之一有望率先得到产业化应用。LMFP材料产业化进程显著加速，与成熟正极材料的掺混有望使其成为新型锰基正极材料中最先实现产业化的品种。

例如将磷酸锰铁锂和三元材料进行混掺，材料不仅具备更好的循环性能和安全性，成本也能得到下降。磷酸锰铁锂和锰酸锂的混掺更是使得锰酸锂重新适用于车用动力电池材料。磷酸锰铁锂与其他正极材料的混掺使用使得其产业化进程在各类锰基正极材料中具备领先性，也拓宽了材料的应用场景。

富锂锰基则受益于其超高的能量密度，被认为是继磷酸铁锂和三元材料之后最具前景的动力电池用正极材料。

富锂锰基材料比容量高，成本低，安全性更好。根据《富锂锰基正极材料结构优化及晶面调控研究进展》（周建峰等）分析，在富锂锰基材料充电过程中，随着Li+的迁移，过渡金属离子化合价发生变化以保证体系电荷补偿，使其具有超高的比容量，可以达到300mAh/g，几乎是目前已商业化正极材料实际容量的两倍，因此其被视为下一代锂离子电池最有前景的正极材料之一。

同时富锂锰基材料以较便宜的锰元素为主，贵重金属含量少，与常用的钴酸锂和镍钴锰三元系正极材料相比，不仅成本更低，而且安全性更好。

不过，富锂锰基材料具有首次不可逆容量损失、循环过程中电压衰减等缺点，对其改性技术较为复杂，目前产业化难度较大。

此外， 镍锰酸锂（LNMO）具有超高的工作电压及比能量密度，有望成为下一代高性能锂离子电池材料之一，但由于目前无匹配的电解液，产业化难度同样较高。目前仅有少量企业能够量产镍锰酸锂电池。

预计2021-2035年锂电正极材料用锰量将增长超过10倍

中信证券预计到2025年，全球钢铁冶金行业对锰的需求量将达到2230万吨；全球锌锰电池行业对锰的需求量为45.5万吨；全球锂离子电池行业对锰的需求量将达到30.8万吨； 受益于锰基正极材料渗透率提升，2035年动力电池行业用锰量有望超过100万吨。

根据彭博新能源财经（Bloomberg NEF）预测，2030/2035 年全球动力电池装机量有望达到2600/4500 GWh。以磷酸锰铁锂和富锂锰基为代表的锰基正极材料在动力电池领域的渗透率有望逐渐提升。

基于不同的渗透率假设，中信证券测算了2030年和2035年动力电池行业用锰量。在乐观/中性/悲观场景下，其预计2035年全球动力电池用锰量将达到156/124/99万吨。 中性场景下，预计2035年全球锂离子电池行业锰用量将达到2021年的10倍以上。

中信证券预测，到2025年，全球锰消费结构的主体仍为钢材，约占全球锰消费总量的95%，锌锰电池和锂离子电池占比分别为2%和1%。

随着动力电池装机量的快速增加以及新型锰基正极材料的渗透率提升，到2030年锰电池用锰量占全球锰消费结构的比例有望上升到3%，2035年预计将上升至5%。由于钢铁行业用锰量基数较高，钢铁行业用锰仍将占据锰下游消费的主导地位。

锰行业的“二元格局”使得电池用锰原料易出现结构性短缺

中国锰矿资源总量较高但品位偏低，下游锰产品加工主要依赖进口原料，2021年对外依赖度超过90%。

锰的加工产品包括锰合金、电解金属锰、电解二氧化锰和硫酸锰等。2021年由于行业“供给侧改革”和限电等因素影响，电解锰产量下降20万吨，供应严重短缺，价格上涨超过200%，显著高于其他锰产品。