中國粉體網(wǎng)訊  固態(tài)電池技術(shù)是兼具高能量密度,、高安全性,、長壽命和低成本的下一代電池，正極材料是制約電池能量密度提升的重要因素,。目前開發(fā)的鋰電池主要以正極材料作為鋰源,，成本約占電池材料總成本的30%以上。固態(tài)電池對能量密度要求高，正極向高鎳,、無鈷和富鋰等方向發(fā)展,。

普遍用于固態(tài)電池研究的正極材料除主流的正極材料如鈷酸鋰（LCO）、錳酸鋰（LMO）,、磷酸鐵鋰（LFP）以及三元正極材料（NCM及NCA）等以外,，高鎳層狀氧化物、富鋰錳基,、高電壓鎳錳尖晶石等材料也在不斷研發(fā)之中,。

高鎳三元材料具有高能量密度和較好的循環(huán)性能，被廣泛應(yīng)用于半固態(tài)和全固態(tài)電池中,。特別是超高鎳三元正極材料（如9系超高鎳）,，其克容量有望達(dá)到215mAh/g左右，與石墨負(fù)極搭檔時,，平均電壓穩(wěn)定在3.62V左右,。隨著固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，高鎳,、超高鎳材料應(yīng)用正被加速導(dǎo)入,，助力電池能量密度突破350Wh/kg，向400Wh/kg及以上進(jìn)發(fā),。

富鋰錳基被業(yè)內(nèi)一致認(rèn)為是全固態(tài)電池可選用的理想正極材料,，其在高電壓和高放電比容量的先天優(yōu)勢，理論克容量可達(dá)320mAh/g,，電壓平臺3.7V-4.6V,，均顯著高于傳統(tǒng)正極材料。此外,，成本方面,，富鋰錳基材料以較便宜的錳元素為主，貴重金屬含量少,。不僅成本更低,，與高鎳三元材料相比，富鋰錳基制成電池的單位成本可下降近20%,，而且安全性更好,。

不過，富鋰錳基電子電導(dǎo)率極低(~10^-8S/cm),，高壓下循環(huán)過程中易發(fā)生尖晶石相變,，且高壓電極/電解質(zhì)界面副反應(yīng)嚴(yán)重，面臨倍率性能差,、首次庫倫效率低(<80%),、循環(huán)容量及電壓衰減等難點,，短期內(nèi)富鋰錳基材料可能無法作為單一材料使用。富鋰錳基材料可以與現(xiàn)有的三元材料,、鈷酸鋰,、磷酸鐵鋰等正極材料進(jìn)行混合使用，以降低電壓,，從而加速其商業(yè)化應(yīng)用,。

鎳錳酸鋰為尖晶石結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性優(yōu)于層狀氧化物,，且具有三維Li⁺擴(kuò)散通道,，倍率性能良好。鎳錳酸鋰以鎳均勻取代錳酸鋰中25%的錳,，工作電壓高達(dá)4.7V,，使比能量超越635Wh/kg，接近三元,，遠(yuǎn)高于鐵鋰,，且其為低鎳無鈷二元正極，成本優(yōu)勢顯著,。鎳錳酸鋰的難點在于材料電壓平臺過高而導(dǎo)致正極界面不穩(wěn)定,，可通過金屬摻雜、氧化物包覆及鐵鋰,、三元正極復(fù)合等路徑解決,。

五礦新能在固態(tài)電池領(lǐng)域的進(jìn)展

五礦新能源材料（湖南）股份有限公司成立于2002年，專注于高效電池材料的研究,、生產(chǎn)與銷售，是國內(nèi)最早從事三元正極材料研發(fā)生產(chǎn)的企業(yè)之一,，擁有鋰電多元材料前驅(qū)體和正極材料,、磷酸鐵鋰正極材料完整產(chǎn)品體系。

近年來,，五礦新能高度重視固態(tài)電池正極材料的研發(fā)和生產(chǎn),，作為固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈正極分鏈進(jìn)入國資委組織搭建的“固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)合體”，同時也是“湖南省固態(tài)電池技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟”成員單位,，主要負(fù)責(zé)固態(tài)電池正極材料產(chǎn)業(yè)化工作,。此外，作為固態(tài)電池材料開發(fā)核心單位,，五礦新能承擔(dān)了多項國家,、省部級科技專項，推動固態(tài)電池技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用,。五礦新能主導(dǎo)編制的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《固態(tài)鋰離子電池正極材料》,，已成功取得工業(yè)和信息化部“2024年第四批行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制修訂計劃”立項,，并聯(lián)合廈鎢新能、北京當(dāng)升,、華友新能源,、廣東邦普等固態(tài)電池正極材料行業(yè)頭部企業(yè)成立標(biāo)準(zhǔn)編制工作組，將共同制定適用于固態(tài)電池正極材料技術(shù)要求的標(biāo)準(zhǔn),。

產(chǎn)品研發(fā)方面,，公司研發(fā)的超高鎳三元材料通過多家高端客戶的車用項目、無人機(jī)項目,、載人飛行器項目測試,，目前已實現(xiàn)小批量生產(chǎn)。公司固態(tài)電池正極材料與行業(yè)內(nèi)主流電池企業(yè)均有緊密的技術(shù)合作,，產(chǎn)品性能優(yōu)異,，已有產(chǎn)品進(jìn)入固態(tài)電池企業(yè)的供應(yīng)體系。

企業(yè)合作方面,，12月16日,，五礦新能與中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)馬騁教授科研團(tuán)隊及其創(chuàng)立的合肥固寧紀(jì)元新能源科技有限公司簽署了《全固態(tài)電池用高鎳正極材料開發(fā)》及《全固態(tài)電池開發(fā)戰(zhàn)略合作協(xié)議書》合作。其中《全固態(tài)電池用高鎳正極材料開發(fā)》合同約定,，將在未來2年內(nèi)共同開發(fā)適配全固態(tài)電池的先進(jìn)正極材料,，采取技術(shù)共享、聯(lián)合研發(fā),、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同等多元化合作方式,，共同推動全固態(tài)電池領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展。

針對固態(tài)電池相關(guān)的技術(shù),、材料,、市場及產(chǎn)業(yè)等方面的問題，中國粉體網(wǎng)將于2025年3月18-19日在安徽·蚌埠舉辦2025全固態(tài)電池技術(shù)交流大會暨第一屆干法電極技術(shù)研討會,。為致力于固態(tài)電池技術(shù)開發(fā)的企業(yè),，科研院校，以及新能源汽車,、儲能,、消費電子等終端企業(yè)提供信息交流的平臺，開展產(chǎn),、學(xué),、研合作，助推固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,。屆時,，來自五礦新能源材料（湖南）股份有限公司技術(shù)研究院的先進(jìn)材料研發(fā)經(jīng)理白立雄將作題為《固態(tài)電池用正極材料開發(fā)現(xiàn)狀》的報告。

在科技與產(chǎn)業(yè)深度融合的浪潮中,，固態(tài)電池作為下一代動力電池的前沿技術(shù),，正以其卓越的性能和廣闊的應(yīng)用前景,，成為全球能源領(lǐng)域的焦點，從理論層面看,，固態(tài)電池憑借其獨特的結(jié)構(gòu)和特性在安全性,、能量密度以及循環(huán)性能等方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢，這一技術(shù)的突破不僅為新能源汽車的發(fā)展提供強(qiáng)大動力支持,，也為能源存儲和轉(zhuǎn)換領(lǐng)域帶來新機(jī)遇,；然而，在實際開發(fā)過程中固態(tài)電池面臨諸多挑戰(zhàn),，界面阻抗大,、成本高、離子電導(dǎo)率低等問題成為制約固態(tài)電池發(fā)展的瓶頸,，解決這些問題需要從材料,、工藝、系統(tǒng)設(shè)計等多個方面進(jìn)行深入研究和創(chuàng)新,；固態(tài)電池系統(tǒng)的不成熟對相關(guān)輔材開發(fā)提出更高要求,，正極材料作為固態(tài)電池核心組成部分，其性能直接影響電池整體性能,，目前正極材料開發(fā)面臨設(shè)計目標(biāo)不明確,、評測穩(wěn)定性差、關(guān)鍵性能受電解質(zhì)性能制約等問題,，解決這些問題需要深入理解固態(tài)電池體系,，加強(qiáng)跨學(xué)科合作與研究，本報告將通過對固態(tài)電池體系的深入研究,，全面闡述當(dāng)前固態(tài)電池用正極材料開發(fā)面臨的問題與挑戰(zhàn),，將以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和創(chuàng)新的思維探索解決方案，推動固態(tài)電池技術(shù)不斷進(jìn)步,。

專家簡介：

白立雄,，北京科技大學(xué)博士，中南大學(xué)博士后,。目前在五礦新能主要負(fù)責(zé)電池正極先進(jìn)材料開發(fā)，包含鈉電正極,、固態(tài)正極,、富鋰錳、鎳錳尖晶石,、補(bǔ)鋰等領(lǐng)域,。從事固態(tài)方向研究工作10年，包含多種固體電解質(zhì)開發(fā)（聚合物,、凝膠態(tài),、氧化物,、硫化物等）、固態(tài)電池正極材料開發(fā)（高電壓,、三元等）,、界面優(yōu)化（固態(tài)電池界面緩沖層、界面匹配等）,、固態(tài)電池數(shù)據(jù)庫搭建,。作為企業(yè)牽頭人申報國家級、省部級項目,，負(fù)責(zé)與多家車企,、科研院所合作開發(fā)固態(tài)電池正極材料項目，推進(jìn)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,。曾主導(dǎo)高鎳產(chǎn)品開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化推進(jìn),，制定多項先進(jìn)材料行業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)。

參考來源：

1,、李泓,、陳立泉《固態(tài)電池關(guān)鍵材料體系發(fā)展研究》

2、五礦新能公告,、長沙高新區(qū)上市公司發(fā)展促進(jìn)會等

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/喬木）

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