中国粉体网讯  固态电池技术是兼具高能量密度、高安全性、长寿命和低成本的下一代电池，正极材料是制约电池能量密度提升的重要因素。目前开发的锂电池主要以正极材料作为锂源，成本约占电池材料总成本的30%以上。固态电池对能量密度要求高，正极向高镍、无钴和富锂等方向发展。

普遍用于固态电池研究的正极材料除主流的正极材料如钴酸锂（LCO）、锰酸锂（LMO）、磷酸铁锂（LFP）以及三元正极材料（NCM及NCA）等以外，高镍层状氧化物、富锂锰基、高电压镍锰尖晶石等材料也在不断研发之中。

高镍三元材料具有高能量密度和较好的循环性能，被广泛应用于半固态和全固态电池中。特别是超高镍三元正极材料（如9系超高镍），其克容量有望达到215mAh/g左右，与石墨负极搭档时，平均电压稳定在3.62V左右。随着固态电池产业的发展，高镍、超高镍材料应用正被加速导入，助力电池能量密度突破350Wh/kg，向400Wh/kg及以上进发。

富锂锰基被业内一致认为是全固态电池可选用的理想正极材料，其在高电压和高放电比容量的先天优势，理论克容量可达320mAh/g，电压平台3.7V-4.6V，均显著高于传统正极材料。此外，成本方面，富锂锰基材料以较便宜的锰元素为主，贵重金属含量少。不仅成本更低，与高镍三元材料相比，富锂锰基制成电池的单位成本可下降近20%，而且安全性更好。

不过，富锂锰基电子电导率极低(~10^-8S/cm)，高压下循环过程中易发生尖晶石相变，且高压电极/电解质界面副反应严重，面临倍率性能差、首次库伦效率低(<80%)、循环容量及电压衰减等难点，短期内富锂锰基材料可能无法作为单一材料使用。富锂锰基材料可以与现有的三元材料、钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料进行混合使用，以降低电压，从而加速其商业化应用。

镍锰酸锂为尖晶石结构，稳定性优于层状氧化物，且具有三维Li⁺扩散通道，倍率性能良好。镍锰酸锂以镍均匀取代锰酸锂中25%的锰，工作电压高达4.7V，使比能量超越635Wh/kg，接近三元，远高于铁锂，且其为低镍无钴二元正极，成本优势显著。镍锰酸锂的难点在于材料电压平台过高而导致正极界面不稳定，可通过金属掺杂、氧化物包覆及铁锂、三元正极复合等路径解决。

五矿新能在固态电池领域的进展

五矿新能源材料（湖南）股份有限公司成立于2002年，专注于高效电池材料的研究、生产与销售，是国内最早从事三元正极材料研发生产的企业之一，拥有锂电多元材料前驱体和正极材料、磷酸铁锂正极材料完整产品体系。

近年来，五矿新能高度重视固态电池正极材料的研发和生产，作为固态电池产业链正极分链进入国资委组织搭建的“固态电池产业创新联合体”，同时也是“湖南省固态电池技术创新与产业发展联盟”成员单位，主要负责固态电池正极材料产业化工作。此外，作为固态电池材料开发核心单位，五矿新能承担了多项国家、省部级科技专项，推动固态电池技术的研发和应用。五矿新能主导编制的行业标准《固态锂离子电池正极材料》，已成功取得工业和信息化部“2024年第四批行业标准制修订计划”立项，并联合厦钨新能、北京当升、华友新能源、广东邦普等固态电池正极材料行业头部企业成立标准编制工作组，将共同制定适用于固态电池正极材料技术要求的标准。

产品研发方面，公司研发的超高镍三元材料通过多家高端客户的车用项目、无人机项目、载人飞行器项目测试，目前已实现小批量生产。公司固态电池正极材料与行业内主流电池企业均有紧密的技术合作，产品性能优异，已有产品进入固态电池企业的供应体系。

企业合作方面，12月16日，五矿新能与中国科学技术大学马骋教授科研团队及其创立的合肥固宁纪元新能源科技有限公司签署了《全固态电池用高镍正极材料开发》及《全固态电池开发战略合作协议书》合作。其中《全固态电池用高镍正极材料开发》合同约定，将在未来2年内共同开发适配全固态电池的先进正极材料，采取技术共享、联合研发、产业链协同等多元化合作方式，共同推动全固态电池领域的技术创新与发展。

针对固态电池相关的技术、材料、市场及产业等方面的问题，中国粉体网将于2025年3月18-19日在安徽·蚌埠举办2025全固态电池技术交流大会暨第一届干法电极技术研讨会。为致力于固态电池技术开发的企业，科研院校，以及新能源汽车、储能、消费电子等终端企业提供信息交流的平台，开展产、学、研合作，助推固态电池产业化发展。届时，来自五矿新能源材料（湖南）股份有限公司技术研究院的先进材料研发经理白立雄将作题为《固态电池用正极材料开发现状》的报告。

在科技与产业深度融合的浪潮中，固态电池作为下一代动力电池的前沿技术，正以其卓越的性能和广阔的应用前景，成为全球能源领域的焦点，从理论层面看，固态电池凭借其独特的结构和特性在安全性、能量密度以及循环性能等方面展现出显著优势，这一技术的突破不仅为新能源汽车的发展提供强大动力支持，也为能源存储和转换领域带来新机遇；然而，在实际开发过程中固态电池面临诸多挑战，界面阻抗大、成本高、离子电导率低等问题成为制约固态电池发展的瓶颈，解决这些问题需要从材料、工艺、系统设计等多个方面进行深入研究和创新；固态电池系统的不成熟对相关辅材开发提出更高要求，正极材料作为固态电池核心组成部分，其性能直接影响电池整体性能，目前正极材料开发面临设计目标不明确、评测稳定性差、关键性能受电解质性能制约等问题，解决这些问题需要深入理解固态电池体系，加强跨学科合作与研究，本报告将通过对固态电池体系的深入研究，全面阐述当前固态电池用正极材料开发面临的问题与挑战，将以严谨的态度和创新的思维探索解决方案，推动固态电池技术不断进步。

专家简介：

白立雄，北京科技大学博士，中南大学博士后。目前在五矿新能主要负责电池正极先进材料开发，包含钠电正极、固态正极、富锂锰、镍锰尖晶石、补锂等领域。从事固态方向研究工作10年，包含多种固体电解质开发（聚合物、凝胶态、氧化物、硫化物等）、固态电池正极材料开发（高电压、三元等）、界面优化（固态电池界面缓冲层、界面匹配等）、固态电池数据库搭建。作为企业牵头人申报国家级、省部级项目，负责与多家车企、科研院所合作开发固态电池正极材料项目，推进固态电池产业化进程。曾主导高镍产品开发与产业化推进，制定多项先进材料行业级标准。

参考来源：

1、李泓、陈立泉《固态电池关键材料体系发展研究》

2、五矿新能公告、长沙高新区上市公司发展促进会等

（中国粉体网编辑整理/乔木）

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