LFP มีคู่แข่งตัวใหม่ LMFP: แบตเตอรี่แมงกานีสให้คำมั่นสัญญาอะไร?

เทคโนโลยีแบตเตอรี่
ผู้เขียน: Deniz Erkan
การสร้าง: 20 ตุลาคม 2026

LMFP ยังคงความปลอดภัยและต้นทุนต่ำของ LFP ไว้ ในขณะที่มีแรงดันสูงกว่าประมาณ 0.5 V ทำให้ความหนาแน่นพลังงานสูงขึ้นถึง 230 Wh/kg

แชร์หน้านี้

LMFP คือรูปแบบที่ถูกดัดแปรด้วยแมงกานีสของเคมีแคโทดลิเธียมเหล็กฟอสเฟต (LFP) เป็นเคมีแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ได้จากการแทนที่อะตอมเหล็กบางส่วนด้วยแมงกานีส ซึ่งให้แรงดันการทำงานที่สูงขึ้นและความหนาแน่นพลังงานที่มากขึ้น ในขณะที่ยังคงรักษาข้อได้เปรียบด้านความปลอดภัยและต้นทุนของ LFP เอาไว้ ด้วยความหนาแน่นพลังงานของเซลล์ที่ 180-230 Wh/kg จึงอยู่เหนือกว่า LFP และต่ำกว่า NMC อย่างมาก โดยมุ่งหมายเติมเต็มช่องว่างระหว่างเคมีทั้งสองในตลาดยานยนต์ไฟฟ้า

จุดเด่น

LMFP ให้แรงดันการทำงานสูงกว่า LFP ประมาณ 0.5 V
ความหนาแน่นพลังงานอยู่ในช่วง 180-230 Wh/kg ในขณะที่ LFP ช่วงนี้อยู่ที่ 140-180 Wh/kg
ความจุในทางทฤษฎีเท่ากับ LFP: 170 mAh/g ผลได้เปรียบมาจากแรงดันล้วน ๆ
ไม่มีโคบอลต์ และด้วยโครงสร้างผลึกโอลีวีนจึงให้อายุการใช้งานรอบชาร์จที่ยาวนานกว่า NMC
ผู้ผลิตชาวรายงานว่า ณ ปี 2025 เซลล์ LMFP เชิงพาณิชย์ให้รอบการทำงานมากกว่า 4,000+ รอบที่ DoD 80%

LMFP คืออะไร และแมงกานีสทำหน้าที่อะไร?

LMFP ย่อมาจากลิเธียมแมงกานีสเหล็กฟอสเฟต สูตรเขียนในรูปแบบ LiMnₓFe₍₁₋ₓ₎PO₄ พูดง่าย ๆ ก็คือ เป็น LFP (LiFePO₄) ในรูปแบบที่อะตอมเหล็กบางส่วนในผลึกแคโทดถูกแทนที่ด้วยแมงกานีส การเติมแมงกานีสจะกระทำในขั้นตอนการผลิตเซลล์ ด้วยสัดส่วนที่แปรผันภายในสูตรวัสดุ ไม่ใช่พารามิเตอร์ที่ปรับได้ในภายหลังในระดับแพ็กหรือระบบ นั่นคือ อัตราส่วนแมงกานีสที่จะใช้เป็นการตัดสินใจของผู้ผลิตวัสดุที่สังเคราะห์ผงแคโทด

หน้าที่หลักของแมงกานีสคือการดึงแรงดันให้สูงขึ้น คู่รีดอกซ์ Mn²⁺/³⁺ มีศักย์ออกซิเดชันสูงกว่าคู่ Fe²⁺/³⁺ และสิ่งนี้ยกระดับแรงดันการทำงานของเซลล์โดยตรง ประเด็นที่ต้องระวังคือ: ความจุในทางทฤษฎีของ LMFP เท่ากับ LFP ทุกประการ ที่ 170 mAh/g การเพิ่มขึ้นของความหนาแน่นพลังงานไม่ได้มาจากความจุ แต่มาจากแรงดันไฟฟ้า เนื่องจากพลังงานถูกกำหนดจากแรงดันคูณความจุ แคโทดที่ให้ความจุเท่าเดิมที่แรงดันสูงกว่าจะได้รับพลังงานมากขึ้นจากน้ำหนักเท่าเดิม

เหตุใดโครงสร้างโอลีวีนจึงยังคงมีผล?

การเติมแมงกานีสไม่ได้เปลี่ยนโครงสร้างพื้นฐานของเคมี LMFP ใช้โครงสร้างผลึกโอลีวีนแบบเดียวกับ LFP (กลุ่มพื้นที่ออร์โทรอมบิก Pnma) โครงสร้างสามมิติและแข็งแรงนี้จำกัดการเสียรูปของผลึกระหว่างรอบการชาร์จ-คายประจุ เมื่อเทียบกับแคโทด NMC แบบโครงสร้างชั้น จุดแข็งที่รู้จักกันดีของ LFP เช่น อายุการใช้งานรอบที่ยาวนานและความปลอดภัยทางความร้อน ยังคงมีผลใน LMFP เช่นกัน เพราะมีความเสถียรทางกลไกที่สูงกว่ามาก ความแตกต่างไม่ได้อยู่ที่โครงสร้าง แต่อยู่ที่ส่วนผสมของโลหะภายในโครงสร้างนั้น

LFP, LMFP และ NMC: การเปรียบเทียบด้วยตัวเลข

การวางเคมีทั้งสามไว้เคียงกันทำให้เห็นชัดว่าเหตุใด LMFP จึงถูกมองไม่ใช่เป็นเพียงทางแก้ชั่วคราว แต่เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจในตัวเอง พลังงานสูงกว่า LFP ความปลอดภัยและอายุการใช้งานดีกว่า NMC - ข้อเสนอคุณค่าของ LMFP สรุปได้ในสองประโยคนี้

คุณสมบัติ	LFP	LMFP	NMC
ความหนาแน่นพลังงาน	140-180 Wh/kg	180-230 Wh/kg	~350 Wh/kg
แรงดันการทำงาน	~3.2-3.4 V	~3,5–4,1 V (แพลตฟอร์ม ~4,0 V)	สูง (โครงสร้างแบบชั้น)
อายุการใช้งานรอบชาร์จ	2,000–6,000 รอบ	2,000–3,000 รอบ	800–2,000 รอบ
การนำไฟฟ้า	10⁻⁹ S/cm	10⁻¹³ S/cm	10⁻³ S/cm
โคบอลต์ / โลหะหายาก	ไม่มี	ไม่มี	มีโคบอลต์
ความปลอดภัยทางความร้อน / ต้นทุน	สูง / ต่ำ	สูง / ต่ำ	ค่อนข้างต่ำ / สูง

อัตราส่วนของความแตกต่างด้านความหนาแน่นพลังงานในตารางขึ้นอยู่กับคำจำกัดความ: ระบุค่าไว้ระหว่าง 10% ถึง 20% และความแตกต่างนี้ขึ้นอยู่กับสัดส่วนแมงกานีสในเซลล์ โปรดสังเกตการนำไฟฟ้าที่สูงของ NMC ในตาราง ตัวเลขนี้เป็นสรุปของความท้าทายในการผลิตที่จะกล่าวถึงในส่วนถัดไปด้วย ค่า 10⁻¹³ S/cm ของ LMFP แย่กว่าคู่แข่งทั้งสองอย่างชัดเจน และไม่สามารถนำไปใช้ได้หากไม่มีมาตรการทางวิศวกรรมที่จริงจัง

ความท้าทายในการผลิต: ทำไมสมดุล Mn/Fe จึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง?

Manganez enerji yoğunluğunu artırırken kinetiği bozar; demir ise stabilite sağlar, işte LMFP'nin kaderi bu iki elementin oranında gizli.

ระยะห่างระหว่างข้อได้เปรียบบนกระดาษของ LMFP กับความเป็นจริงในการผลิตจำนวนมาก มีสาเหตุมาจากปัญหาทางเทคนิคพื้นฐานสี่ประการ:

การนำไฟฟ้าต่ำ: ยิ่งปริมาณแมงกานีสเพิ่มขึ้น การนำไฟฟ้ายิ่งลดลง การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนภายในแคโทดยิ่งลำบากมากขึ้น
การแพร่ของลิเทียม-ไอออนที่ช้า: ความเร็วในการเคลื่อนที่ของไอออนภายในโครงสร้างผลึกลดลง ซึ่งนำไปสู่การสูญเสียประสิทธิภาพที่กระแสสูง
การละลายของแมงกานีส: ระหว่างรอบการชาร์จ แมงกานีสอาจละลายออกจากอิเล็กโทรดผ่านปฏิกิริยาที่เรียกว่า disproportionation ซึ่งเป็นหนึ่งในกลไกหลักของการสูญเสียความจุ
การบิดเบือน Jahn–Teller และพอลารอน: โครงสร้างอิเล็กtronของไอออน Mn³⁺ ทำให้เกิดการบิดเบือนเฉพาะที่ในผลึก และทำให้จลนพลศาสตร์ของอิเล็กโทรดช้าลง

ผลลัพธ์ของสิ่งเหล่านี้คือสมการที่ต้องแก้ไขในการออกแบบวัสดุ: แมงกานีสเพิ่มความหนาแน่นพลังงานแต่ทำลายจลนพลศาสตร์ของอิเล็กโทรด เหล็กให้ความเสถียรและความสามารถในการชาร์จเร็ว ด้วยเหตุนี้ อัตราส่วน Mn/Fe จึงเป็นหนึ่งในการตัดสินใจด้านการออกแบบที่สำคัญที่สุดของ LMFP เนื้อหาแมงกานีสที่สูงขึ้นสัญญาถึงพลังงานที่มากขึ้น แต่ในขณะเดียวกันก็เสี่ยงต่อพฤติกรรมการชาร์จเร็วและอายุการใช้งานของเซลล์

แนวทางการแก้ปัญหา

วัสดุ LMFP เชิงพาณิชย์ในปัจจุบันเอาชนะปัญหาเหล่านี้ด้วยเทคโนโลยีพื้นฐานสองประการ ประการแรกคือการลดขนาดอนุภาคแคโทดลงสู่ระดับนาโน: เส้นทางการแพร่ที่สั้นลงช่วยชดเชยการเคลื่อนที่ของไอออนที่ช้า ประการที่สองคือการเคลือบคาร์บอน: การห่อหุ้มพื้นผิวอนุภาคด้วยชั้นคาร์บอนที่นำไฟฟ้าได้ ช่วยแก้ปัญหาการนำไฟฟ้าต่ำ การเคลือบคาร์บอนและการเติมไอออนถูกพิจารณาว่าจำเป็นในทางปฏิบัติในปัจจุบัน และวิธีการเหล่านี้ทำให้อายุการใช้งานรอบชาร์จสามารถเกิน 2,000 รอบได้แล้ว

ในด้านการสังเคราะห์ มีการใช้สองวิธี: เฟสของแข็งและเฟสของเหลว การสังเคราะห์แบบเฟสของแข็งง่ายกว่าและถูกกว่า การสังเคราะห์แบบเฟสของเหลวซับซ้อนกว่าแต่ผลิตวัสดุที่เนื้อสม่ำเสมอกว่า และโดดเด่นในฐานะวิธีที่ต้องการสำหรับ LMFP ประสิทธิภาพสูง นอกจากนี้ LMFP ยังได้รับการประเมินโดยการผสมกับแคโทดที่มีโปรไฟล์แรงดันคล้ายคลึงกับ NMC (แนวทาง blend) ด้วย ส่วนผสมเหล่านี้มีเป้าหมายเพื่อปรับปรุงโปรไฟล์ความปลอดภัยของ NMC และเป็นหัวข้อของความพยายามในการรวมจุดแข็งของวัสดุทั้งสองเข้าไว้ในอิเล็กโทรดเดียว

LMFP ถูกใช้ในรถยนต์รุ่นไหนบ้าง?

กลุ่มเป้าหมายของ LMFP นั้นชัดเจน: รถยนต์ไฟฟ้าระดับกลางที่ความหนาแน่นพลังงานสำหรับ LFP ยังไม่เพียงพอ แต่ NMC นั้นหนักเกินไปทั้งในแง่ต้นทุนและความปลอดภัย สำหรับแพลตฟอร์มระยะทางไกล ซึ่งเป็นกลุ่มที่มีเป้าหมาย 500-1,000 กม. เคมีนี้ถูกมองว่าเป็นตัวเลือกที่เป็นธรรมชาติ ตลาดในเขตภูมิอากาศหนาวก็โดดเด่นเช่นกัน โดยประเมินว่าประสิทธิภาพที่อุณหภูมิต่ำของ LMFP ดีกว่า LFP

สัญญาณจากฝั่งผู้ผลิตก็ชี้ไปในทิศทางเดียวกัน Wang Chuanfu ผู้ก่อตั้ง BYD ประกาศเมื่อปี 2014 ว่า LMFP จะเป็นตัวต่อยอดของ LFP CALB เปิดตัวเซลล์ LMFP ที่มีความหนาแน่นพลังงานระดับแพ็ก 180 Wh/kg ในปี 2022 ส่วน Gotion เปิดตัวแบตเตอรี่ LMFP ที่มีเป้าหมายระยะทาง 1,000 กม. และประกาศเซลล์ LMFP ที่มีความหนาแน่นพลังงานระดับเดียวกับ NMC คาดว่าเซลล์เหล่านี้จะเข้าสู่รุ่น EV ระดับกลางในจีนเป็นหลัก นอกเหนือจากแบตเตอรี่นี้ Model 3 รุ่นมาตรฐานยังคงใช้ LFP ต่อไป กล่าวคือ LMFP ยังไม่เข้ามาแทนที่ LFP แต่เป็นชั้นเสริมที่เปิดไปสู่ระดับบน

ฝั่งอุปทานพร้อมแค่ไหน?

ฝั่งการผลิตวัสดุก็มีความเคลื่อนไหวเช่นกัน: วัสดุแคโทดแอคทีฟ LMFP ของ Integrals Power ผ่านเกณฑ์ 1,000 รอบการชาร์จในการทดสอบของ QinetiQ Mitra Chem เริ่มจัดส่งตัวอย่างวัสดุแคโทดเชิงพาณิชย์ให้ลูกค้าทั่วโลก ในทางกลับกัน การประเมินฝั่งแบตเตอรี่อุตสาหกรรมยังระมัดระวังกว่า: โดยเน้นย้ำว่า LMFP ยังไม่ใช่เทคโนโลยีที่ปราศจากข้อแลกเปลี่ยน ความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือจำเป็นต้องได้รับการตรวจสอบก่อนการใช้งานในระดับอุตสาหกรรม และไม่พบสัญญาณของการรีบเร่งเข้าสู่ตลาดในหมู่ซัพพลายเออร์ ช่องว่างระหว่างผู้ผลิตจีนที่รายงานการทำงานมากกว่า 4,000 รอบที่ DoD 80% ในเซลล์เชิงพาณิชย์ กับแนวทางที่รอการตรวจสอบในงานอุตสาหกรรม สะท้อนระดับความพร้อมปัจจุบันของเทคโนโลยีนี้ได้เป็นอย่างดี

ตำแหน่งของ LMFP เทียบกับโซลิดสเตตและโซเดียม-ไอออน

LMFP ไม่ได้ก้าวเข้าสู่พื้นที่ว่าง แต่เข้าสู่สมรภูมิที่มีการแข่งขัน ตำแหน่งบนแกนความหนาแน่นพลังงานนั้นชัดเจน: เซลล์โซเดียม-ไอออนไปถึงราว 175 Wh/kg LFP อยู่ที่ราว 205 Wh/kg ส่วนเคมีลิเธียมที่ใช้นิกเกิลอยู่ที่ระดับราว 255 Wh/kg LMFP ที่ไปได้สูงถึง 230 Wh/kg จึงเหนือกว่าโซเดียม-ไอออนอย่างชัดเจนในแง่ความหนาแน่นพลังงาน แต่โซเดียม-ไอออนก็มีจุดเด่นของตัวเอง: ไม่ใช้โคบอลต์ วัตถุดิบอุดมสมบูรณ์ และประสิทธิภาพในอากาศหนาว นั่นคือ LMFP จะแข่งขันในกลุ่มกลางที่ความหนาแน่นพลังงานเป็นจุดขาย ส่วนโซเดียม-ไอออนจะแข่งในกลุ่มล่างที่ต้นทุนและความทนต่อความหนาวเป็นตัวชี้ขาด

ฝั่งโซลิดสเตตมีภาพที่ต่างออกไป Geely ยืนยันว่าจะเสร็จสิ้นการผลิตแพ็กแบตเตอรี่โซลิดสเตตแบบเต็มรูปแบบรุ่นแรกในปี 2026 เทคโนโลยีโซลิดสเตตให้คำมั่นทั้งความหนาแน่นพลังงานสูงและอายุการใช้งานที่ยาวนาน นี่คือความก้าวหน้าที่จะผลักเพดานบนของ LMFP - แต่ต้นทุนและขนาดการผลิตของแบตเตอรี่โซลิดสเตตจะเป็นตัวกำหนดว่าจะแย่งส่วนตลาดที่เป็นไปได้ของ LMFP ไปมากเพียงใดในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า ในระยะสั้นและระยะกลาง LMFP ทำหน้าที่เป็นเทคโนโลยีสะพานเชิงปฏิบัติ เนื่องจากเข้ากันได้กับโครงสร้างพื้นฐานการผลิตที่มีอยู่: เนื่องจากโครงสร้างโอลิวีนและเคมีฟอสเฟตมาจากตระกูลเดียวกันกับ LFP ผู้ผลิตจึงสามารถเพิ่มความหนาแน่นพลังงานได้ในขณะที่ยังคงสายการผลิตเซลล์เดิมไว้เป็นส่วนใหญ่

การประเมิน: LMFP คือก้าวต่อไปหรือไม่?

มาสรุปภาพรวมที่วัดได้กัน LMFP ให้การเพิ่มความหนาแน่นพลังงาน %%10-20 และแรงดันไฟฟ้าสูงขึ้นราว ~0.5 V ในขณะที่ยังคงข้อดีด้านความปลอดภัย อายุการใช้งานรอบชาร์จ และต้นทุนของ LFP ไว้เป็นส่วนใหญ่ การหลีกเลี่ยงโคบอลต์และโลหะหายากช่วยให้ความเสี่ยงด้านห่วงโซ่อุปทานต่ำกว่า NMC การคาดการณ์ตลาดก็ชี้ไปทางการเติบโตเช่นกัน: ตลาดแคโทดทั่วโลกที่ครอบคลุมทั้ง LFP และ LMFP คาดว่าจะเติบโตจาก 15.1 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2025 เป็น 47.3 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2035 (โปรดทราบว่าการคาดการณ์เหล่านี้แตกต่างกันตามนิยามของแคโทด รายงานบางฉบับวัดระดับเซลล์และระดับแคโทดแยกจากกัน จึงมีตัวเลขที่ก้าวร้าวกว่ามาก)

ในทางกลับกัน อุปสรรคทางเทคนิคยังคงอยู่บนโต๊ะ การนำไฟฟ้าต่ำ การละลายของแมงกานีส และการเสื่อมสภาพจลนพลศาสตร์ของอิเล็กโทรด คือปัญหาที่ต้องแก้ไขใหม่ในทุกรุ่นของ LMFP การอ่านที่สมจริง ณ ตอนนี้คือ: LMFP ไม่ใช่สิ่งที่มาแทนที่ LFP แต่เป็นก้าววิวัฒนาการที่ต่อยอดมันไปสู่ระดับบน - คาดว่าจะพบเห็นได้บ่อยขึ้นเรื่อยๆ ในยานยนต์ไฟฟ้าระดับกลางที่มีระยะทางไกลในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า แต่การสร้างความมั่นคงในระดับอุตสาหกรรมยังต้องรอการตรวจสอบยืนยันด้านความปลอดภัยและอายุการใช้งานให้เสร็จสิ้น