中國粉體網(wǎng)訊  固態(tài)電池技術是兼具高能量密度、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）,，其克容量有望達到215mAh/g左右,，與石墨負極搭檔時，平均電壓穩(wěn)定在3.62V左右,。隨著固態(tài)電池產業(yè)的發(fā)展，高鎳,、超高鎳材料應用正被加速導入,，助力電池能量密度突破350Wh/kg，向400Wh/kg及以上進發(fā),。

富鋰錳基被業(yè)內一致認為是全固態(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/電解質界面副反應嚴重,，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行混合使用，以降低電壓,，從而加速其商業(yè)化應用,。

鎳錳酸鋰為尖晶石結構，穩(wěn)定性優(yōu)于層狀氧化物,，且具有三維Li⁺擴散通道,，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4.7V,，使比能量超越635Wh/kg，接近三元,，遠高于鐵鋰,，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,、三元正極復合等路徑解決,。

五礦新能在固態(tài)電池領域的進展

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,、生產與銷售,，是國內最早從事三元正極材料研發(fā)生產的企業(yè)之一，擁有鋰電多元材料前驅體和正極材料,、磷酸鐵鋰正極材料完整產品體系,。

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,，作為固態(tài)電池產業(yè)鏈正極分鏈進入國資委組織搭建的“固態(tài)電池產業(yè)創(chuàng)新聯(lián)合體”,，同時也是“湖南省固態(tài)電池技術創(chuàng)新與產業(yè)發(fā)展聯(lián)盟”成員單位，主要負責固態(tài)電池正極材料產業(yè)化工作,。此外,，作為固態(tài)電池材料開發(fā)核心單位，五礦新能承擔了多項國家,、省部級科技專項,，推動固態(tài)電池技術的研發(fā)和應用,。五礦新能主導編制的行業(yè)標準《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)標準制修訂計劃”立項,，并聯(lián)合廈鎢新能,、北京當升、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)成立標準編制工作組,，將共同制定適用于固態(tài)電池正極材料技術要求的標準。

產品研發(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,、無人機項目、載人飛行器項目測試,，目前已實現(xiàn)小批量生產,。公司固態(tài)電池正極材料與行業(yè)內主流電池企業(yè)均有緊密的技術合作，產品性能優(yōu)異,，已有產品進入固態(tài)電池企業(yè)的供應體系,。

企業(yè)合作方面，12月16日,，五礦新能與中國科學技術大學馬騁教授科研團隊及其創(chuàng)立的合肥固寧紀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年內共同開發(fā)適配全固態(tài)電池的先進正極材料,，采取技術共享,、聯(lián)合研發(fā)、產業(yè)鏈協(xié)同等多元化合作方式,，共同推動全固態(tài)電池領域的技術創(chuàng)新與發(fā)展。

針對固態(tài)電池相關的技術,、材料,、市場及產業(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)電池技術交流大會暨第一屆干法電極技術研討會,。為致力于固態(tài)電池技術開發(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,、學,、研合作，助推固態(tài)電池產業(yè)化發(fā)展,。屆時,，來自五礦新能源材料（湖南）股份有限公司技術研究院的先進材料研發(fā)經理白立雄將作題為《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,，正以其卓越的性能和廣闊的應用前景,，成為全球能源領域的焦點，從理論層面看,，固態(tài)電池憑借其獨特的結構和特性在安全性,、能量密度以及循環(huán)性能等方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢，這一技術的突破不僅為新能源汽車的發(fā)展提供強大動力支持,，也為能源存儲和轉換領域帶來新機遇,；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)設計等多個方面進行深入研究和創(chuàng)新,；固態(tài)電池系統(tǒng)的不成熟對相關輔材開發(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)面臨設計目標不明確,、評測穩(wěn)定性差、關鍵性能受電解質性能制約等問題,，解決這些問題需要深入理解固態(tài)電池體系,，加強跨學科合作與研究，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),，將以嚴謹?shù)膽B(tài)度和創(chuàng)新的思維探索解決方案，推動固態(tài)電池技術不斷進步,。

專家簡介：

白立雄,，北京科技大學博士，中南大學博士后,。目前在五礦新能主要負責電池正極先進材料開發(fā),，包含鈉電正極、固態(tài)正極,、富鋰錳,、鎳錳尖晶石、補鋰等領域,。從事固態(tài)方向研究工作10年,，包含多種固體電解質開發(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，負責與多家車企,、科研院所合作開發(fā)固態(tài)電池正極材料項目,，推進固態(tài)電池產業(yè)化進程。曾主導高鎳產品開發(fā)與產業(yè)化推進,，制定多項先進材料行業(yè)級標準,。

參考來源：

1、李泓,、陳立泉《固態(tài)電池關鍵材料體系發(fā)展研究》

2,、五礦新能公告、長沙高新區(qū)上市公司發(fā)展促進會等

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/喬木）

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