随着新能源汽车市场的迅速扩张，汽车产业对动力电池的要求越来越高，电池企业近年来也相继推出全新技术，大秀肌肉。在技术的不断革新下，传统材料显然愈发无法满足动力电池降本、提升能量密度的迫切需求，材料和化学体系迭代成为当前动力电池产业发展的核心话题。

在日前召开的中国电动汽车百人会论坛（2023）“动力电池论坛”上，多家车企、电池企业、材料企业围绕“打造有全球竞争力的电池产业”这一主题，对下一代电池及材料创新展开深入探讨。宁夏汉尧富锂科技有限责任公司常务副总经理胡伟便在专访中表示，未来富锂锰基材料体系有望成为能量密度最高、性价比非常高的正极材料体系。

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应用场景广阔

据了解，宁夏汉尧已在富锂锰基材料的研发上深耕17年，并在2009年开始便着力推动富锂锰基材料产业化。在胡伟看来，富锂锰基材料主要具备以下几大优势。

常规电压下，富锂锰基材料的循环稳定性在目前所有商业化正极材料中独占鳌头，常温循环可实现2300周不衰减，45°下可充放1700周，保持率达88%。第二，高电压下，富锂锰基材料表现出极高的克容量，可达250 mA·h/g，是高能量密度电池颇为理想的正极材料。此外，富锂锰基材料可以跟多种正极材料搭配使用，应用场景丰富。得益于“富锂”，该材料通过应用方式的设计，还能起到补锂使用。更为关键的是，富锂锰基的原材料中镍、钴用量远低于三元锂，大大减少了对钴、镍资源的依赖，对实现我国电池供应链自主可控意义重大。

从成本角度出发，富锂锰基材料的大规模应用也能够极大降低动力电池成本。据介绍，如果按照碳酸锂15万元/吨的价格进行推演，富锂锰基材料成本远低于高镍三元，其瓦时成本可达到与碳酸铁锂相提并论的水平。

高能量密度、低成本的特性，让富锂锰基材料颇受行业关注。据了解，宁德时代、中航锂电、国轩高科等电池企业均有布局或储备富锂锰基技术路线。今年1月，由宁夏汉尧、宁德时代、国联动力研究员、江西理工、宁波所等单位联合申报的高性能富锂锰基材料项目也已启动实施。

为尽可能挖掘富锂锰基材料的应用潜力，宁夏汉尧针对不同电压挖掘设计适配的富锂锰基产品。低电压段主要应用于和锰酸锂的复合使用，以弥补锰酸锂储能性能差、循环性能不高的特点。据胡伟介绍，目前该领域已实现大批量应用，主要应用在A00级电动汽车、电动两轮车以及部分数码电池等场景下。

其次，在中电压体系的应用中，富锂锰基材料循环性能、瓦时成本优势更加凸显。基于此，宁夏汉尧主要从几个方向推动富锂锰基材料在中电压体系的应用。一是跟镍、单晶、三元进行混用，在降低瓦时成本的同时，能够大幅提升循环性能；二是与磷酸铁锂混用，提升能量密度，进而让电动汽车在续航里程上实现进一步突破；三是与磷酸锰铁锂混合使用，弥补磷酸锰铁锂循环性能差的缺陷。“与磷酸铁锂和磷酸锰铁锂的混用，我们在国内大型客户里已经做了项目，今年会实现量产。”胡伟道。

富锂锰基在高电压体系的应用上，胡伟称，宁夏汉尧的发展方向是首先实现4.45V高电压产品在商用车上的应用，接下来实现4.5V、4.55V、4.6V电压体系的批量化应用。在高电压体系下，富锂锰基材料克容量可达180 mA·h/g以上，实现明显突破。当前，宁夏汉尧4.45V高电压产品的克容量已达220 mA·h/g ~230 mA·h/g，预计4.5V~4.6V高电压产品克容量可达250 mA·h/g以上。

产业化正在进行时

实际上，关于富锂锰基材料的研究早已有之，但囿于其材料自身结构缺陷以及匹配材料发展缓慢，富锂锰基材料产业化久未成型。随着动力电池性能要求不断升级，富锂锰基材料开始重新进入行业视野。目前，富锂锰基材料大批量应用仍处于初始阶段，开发应用空间广阔。迎来新一波发展机遇的富锂锰基材料，能够在这次产业变革中有一席之地吗？

胡伟坦言，目前富锂锰基材料产业化的主要难点在于富锂锰基材料体系衍生品非常多，这给其应用带来较大挑战。据了解，通过不同化学成分设计即可变换出不同的富锂锰基材料体系，这就要求企业在应用时需要针对富锂锰基材料不同组合，设计不同的应用场景。换言之，企业需要通过对应用场景的挖掘合理设计比较适配的富锂锰基材料。胡伟表示，当前无论是科研院所还是正极材料企业，大多把目光锁定在富锂锰基材料高电压下的性能发挥。而宁夏汉尧则另辟蹊径，选择在攻克高电压场景的同时，设计能够应用于中低电压场景的富锂锰基材料，实现富锂锰基材料更为广泛的应用。

其次，富锂锰基材料在制备方法上也存在桎梏。“虽然都是镍钴锰体系或镍锰体系，但富锂锰基材料的制备方法与三元材料截然不同。”胡伟表示，目前富锂锰基材料前驱体的设计、技术壁垒较高。凭借多年研发经验，宁夏汉尧现已具备独特的前驱体产线设计，是目前国内惟一可以实现富锂锰基正极材料批量生产及销售的企业，也是极少具备富锂锰基前驱体量产能力的企业，已成功进入国内第一梯队客户供应链体系，并实现装机。

尽管难点尚存，但胡伟坚信，富锂锰基材料体系的大规模产业化必将到来，只是需要时间积淀。正如此前三元材料、磷酸铁锂材料的发展，都需要经历长期的试验验证、产业链建设。目前，多数企业处于中试阶段，富锂锰基材料在理论逻辑上得到可行性验证，其结构稳定性、循环性以及成本均具优势，未来必然会成为主流材料。不过，富锂锰基材料体系的推广还需产业链上下游协同联动，上游企业加快匹配材料发展步伐，下游龙头电池企业着力推广，共同开拓富锂锰基材料体系的市场空间，让富锂锰基材料体系最终能够成为主流材料体系。