随着磷酸铁锂（LFP）克容量已发挥到165mAh/g（接近理论170mAh/g），压实密度由2.1g/cm3提高到2.7g/cm3，LFP比能量的提升已接近极限。为了继续利用LFP高安全、长寿命、低成本的优势，同时进一步提高能量密度满足更长续航，材料企业和电芯企业通过在LFP材料中引入Mn，使电压平台由3.4V提升到4.1V（半电池），近两年制备的磷酸锰铁锂材料性能得到很大突破，达到商用的基本要求；随着2022年2月，宁德时代对外介绍将推出M3P电池（M3P准确来说不是磷酸锰铁锂，还含有其他金属元素，宁德时代公司称之为磷酸盐体系的三元），行业内各电芯企业、正极材料企业都开始布局和开发磷酸锰铁锂材料和电池。

        宁德时代的磷酸锰铁锂产品开发步伐还是最快的，2023年8月14日，工信部公布的《第374批新能源汽车产品目录》中，智界S7（奇瑞与华为合作）、星途（奇瑞）各两款车型均将搭载宁德时代“三元锂离子+磷酸铁锰锂”电池。其中这里的磷酸铁锰锂电池（LMFP）就是大家关注的M3P电池。另外，结合前期业内提供的信息，特斯拉改版Model 3也将搭载M3P电池，电池包带电量由60kWh提升到66kWh，提升10%。基于这两点，可以推断目前LMFP在动力电池商业应用的方案是“三元+LMFP”复配使用。这里涉及几个技术问题大家应该比较关心：

1、推断三元+LMFP复配使用的依据是什么？

2、具体复配的实施方案是什么？

3、为什么会选择复配的使用方案，而不是LMFP的纯用？

4、M3P是在LMFP基础上掺杂了其他元素，掺杂的元素可能是什么以及背后的原因？下面，小研将结合调研的情况做出一些推断，与各位朋友分享，也欢迎感兴趣的朋友可以加小研联系方式深入交流和探讨。

1）M3P复配应用方案推断：基于Model 3带电量提升10%推断纯用LMFP替代LFP带电量是否能提高这么多？按照现在行业内材料厂的技术水平，生产的LMFP中Mn/Fe为6：4，全电池中Mn的放电平台为3.9V，Fe的放电平台3.25V，平均电压提高0.65×0.6/3.25=12%；但是由于LMFP的压实密度现在只能做到2.35g/cm3，而动力LFP压实密度能做到2.6g/cm3，体积比能量下降（2.6-2.35）/2.6=9.3%，所以相同体积电池包带电量整体提升比例只有12%×（2.35/2.6）-9.3%=1.6%，与Model3升级版带电量提升10%差距很大。

2）推测采用的方案应该是三元材料与LMFP的复配使用方案，这种方式一方面可以提升活性材料的压实（LMFP小颗粒填充三元大颗粒之间），另一方面可以利用三元材料比磷酸铁锂具有更高比能量的特点。此外，这种电池还兼具LMFP安全性好、低温性能好的优点。

3） 复配实施方案推断：在确定了采用“三元与LMFP复配“方案后，这里还有个疑惑，三元材料与磷LMFP材料是如何复配的呢？有几种方案可以选择。

（1）方案一：三元材料表面包覆磷酸铁锰锂:：设计依据是通过表面包覆磷酸铁锰锂，抑制三元材料氧析出、阻止电解液发生副反应。

（2）方案二：分层涂布，下层三元，上层磷酸铁锰锂：设计依据是隔绝电解液与三元材料直接接触，提高三元材料稳定性，发挥三元的能量密度；橄榄石结构的磷酸铁锰锂热稳定性高，体积变化小，作为外层可以承受更高冷压压力。

（3）方案三：分层涂布，下层磷酸铁锰锂，上层三元设计依据是三元碱性大，容易造成集流体变脆；磷酸铁锰锂稳定性高，涂敷在下层不会使正极集流体变脆，不会产生过多的毛刺，避免热失控。（但此方案可以用涂炭集流体解决，目前涂炭集流体已商用成熟，各电芯企业都在导入。）

（4）方案四：三元、磷酸铁锰锂粉体混合后同批混浆料：设计依据是利用颗粒大小的差异实现级配，提升压实密度。综合上述四种方案，考虑工艺的简易性和成熟性，小研推测分几种产品设计方案（高比能型、快充型、高安全型），方案一/方案三适合高安全型、方案二适合快充型、方案四适合高比能型。

5、 LMFP为什么不选择纯用：LMFP的电子电导率为10^-11S/cm（LFP：10^-9S/cm，属于绝缘体）、锂离子扩散速率为10^-15cm2/s（LFP：10^-14cm2/s），LMFP电导率比LFP低1-2个数量级，如果不进行改性处理，无法在电池中得到商用。为了提高LMFP的电子电导率和离子电导率，需要对LMFP进行纳米化、碳包覆、离子掺杂处理，并且处理要求比LFP更高；所以，LMFP纳米化后的颗粒会比LFP更小。而更小的颗粒会带来材料压实密度更低，影响比能量发挥；而现在商用的LFP颗粒D50≈1.3μm，LMFP颗粒尺寸进入了纳米级尺寸，直接纯用会带来制浆难度大、极片吸水严重，难以烘干的问题；另外由于LMFP有3.9V、3.25V两个电压平台，使用过程中存在变压的问题，对BMS管理系统的要求会更高。同时由于存在电压突变的问题，会给用户带来不好的使用体验；基于上述原因，不管是电动二轮车，还是电动乘用车，LMFP目前的使用方式还是与其他正极材料混用。这样可以在发挥LMFP优势的同时，避免纯用带来的实际问题。

6、M3P材料掺杂元素推断：按照宁德时代对外介绍，M3P电池是掺杂有其他元素的磷酸锰铁锂电池。对于掺杂的元素是什么，大家都很关心，但还没有明确的定论。小研根据不同维度的信息（可掺杂元素类型、成本、晶格稳定性、电导率提升、专利解读）作出一些推断，判断含有Mg、Zn掺杂的可能性很大。