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正極材料競爭升級，錳、硫技術(shù)路線誰能突圍？
2025年，固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)正在經(jīng)歷更為深刻的變革。
固態(tài)電池技術(shù)的推進(jìn)、規(guī)?；圃煨枨蟮奶嵘?，以及終端市場對高性能電池的需求不斷增長，共同驅(qū)動著以錳系、硫系為代表的新型正極材料體系加速成型，傳統(tǒng)鋰電池正極材料體系迎來重大革新。
當(dāng)前，9系高鎳三元材料已接近能量密度瓶頸，引入富錳、硫系等新型正極材料，則有望突破正極材料容量瓶頸，疊加硅基負(fù)極向鋰金屬負(fù)極的演進(jìn)，共同為電池性能的躍升打開新的通道。
固態(tài)電池技術(shù)本身的發(fā)展，也不僅僅依賴固態(tài)電解質(zhì)的突破，還要求整體材料體系的協(xié)同優(yōu)化。正極材料改性、新型正極材料的引入，將在解決固固界面穩(wěn)定性等關(guān)鍵問題方面發(fā)揮重要作用。
高工鋰電注意到，近期包括清陶能源等在內(nèi)的多個企業(yè)，相繼公開了在錳系、硫系正極材料產(chǎn)能上的建設(shè)規(guī)劃，表明固態(tài)電池對于新型正極材料的市場需求正在加速釋放。
固態(tài)電池被視為未來電池技術(shù)發(fā)展方向，其戰(zhàn)略意義不僅限于賦予技術(shù)升級希望，而是已經(jīng)在為傳統(tǒng)鋰電池及材料產(chǎn)業(yè)激發(fā)新的變革可能性。
固態(tài)電池為何推動新型正極材料變革？
固態(tài)電池對新型正極材料的迫切需求，主要源于兩個核心驅(qū)動力：新興應(yīng)用場景的技術(shù)瓶頸與產(chǎn)業(yè)降本的內(nèi)在訴求。
一方面，在eVTOL等高端應(yīng)用場景中，傳統(tǒng)高鎳三元正極材料面臨能量密度瓶頸和安全性隱患，難以滿足航空級應(yīng)用在極端環(huán)境下的高容錯要求。新型正極材料的引入，成為提升電池安全性和性能的必要路徑。
另一方面，固態(tài)電池的降本路徑不僅依賴工藝和設(shè)備的規(guī)?；圃?，還需要從材料體系本身尋求突破。清陶能源指出，電池的比能量和整體成本主要由正負(fù)極材料決定，若僅以固態(tài)電解質(zhì)替代傳統(tǒng)液態(tài)電解液，難以實(shí)現(xiàn)成本和性能的最優(yōu)平衡。固態(tài)電池的發(fā)展，需要基于全新的正負(fù)極材料體系，以真正釋放其技術(shù)優(yōu)勢。
上述背景下，錳系、硫系等新型正極材料的應(yīng)用前景愈發(fā)受到關(guān)注。以錳系材料為例，包括錳酸鋰、鎳錳酸鋰、富鋰錳基等材料在內(nèi)，其高導(dǎo)電性有助于倍率性能和低溫性能的優(yōu)化，穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)提升可電池安全性，高電壓平臺則能夠減少單位安時的耗鋰量，提高系統(tǒng)能效。此外，錳資源豐富，成本較低，相較于高鎳材料具備顯著的經(jīng)濟(jì)性。
但在液態(tài)電池體系中，其商業(yè)化應(yīng)用受限，主要原因是其與電解液易發(fā)生副反應(yīng)，影響電池壽命。固態(tài)電解質(zhì)的引入，則為這些新型材料打開了新的應(yīng)用窗口，能夠使錳系材料在低溫、高循環(huán)等方面展現(xiàn)更優(yōu)性能。
例如，錳酸鋰結(jié)合固態(tài)電解質(zhì)，可在低溫條件下表現(xiàn)優(yōu)于磷酸鐵鋰，并實(shí)現(xiàn)2500次以上循環(huán)，有望在未來特定應(yīng)用場景下部分替代磷酸鐵鋰。又如，與同等克容量的三元正極相比，鎳錳酸鋰在固態(tài)電池技術(shù)加持下，可在成本和綜合性能方面更具優(yōu)勢。
至于富鋰錳基，可以看到太藍(lán)新能源、欣旺達(dá)等企業(yè)則已將富鋰錳基材料納入固態(tài)電池產(chǎn)品路線圖。2024年太藍(lán)新能源推出的能量密度達(dá)720Wh/kg的全固態(tài)電池原型，即采用了富鋰錳基材料作為正極。
另值得注意的是，富鋰錳基正極材料性能短板的逐步改善，實(shí)際上也為聚合物基固態(tài)電池在室溫電壓方面遇到的瓶頸問題提供了新的突破口。采取此種技術(shù)路線布局的企業(yè)，也逐漸在產(chǎn)業(yè)中形成自身特色。行業(yè)內(nèi)已經(jīng)涌現(xiàn)出如陀普科技、聚圣科技等固態(tài)電池企業(yè)，它們同時在聚合物固態(tài)電解質(zhì)和富錳正極材料領(lǐng)域進(jìn)行重點(diǎn)布局。
由此可見，固態(tài)電池與新型正極材料正在形成相互促進(jìn)、協(xié)同迭代的關(guān)系，二者的結(jié)合將共同推動電池技術(shù)的進(jìn)步。
新型正極材料的突破與企業(yè)競逐
目前，圍繞固態(tài)電池的新型正極材料體系已初具雛形，錳系、硫系、NL結(jié)構(gòu)等多種技術(shù)路線并存。其中硫系正極材料展現(xiàn)出更高的技術(shù)潛力。
青島中科源本在第二代固態(tài)電池體系中完成了硫化鋰正極的實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證，電池能量密度超過600Wh/kg，且常溫下循環(huán)6200次后仍保持初始容量的84.4%。目前，該技術(shù)已進(jìn)入中試階段。據(jù)透露，該團(tuán)隊的第三代正極計劃將采用硫單質(zhì)正極，目標(biāo)將電池能量密度進(jìn)一步提升至800Wh/kg。
產(chǎn)業(yè)端亦在加速推進(jìn)硫系正極材料的產(chǎn)能建設(shè)。2025年1月，四川成科國重新能源簽約2.8GWh固態(tài)鋰硫電池項目，總投資1.3億元，計劃分階段推進(jìn)小試、中試及自動化產(chǎn)線建設(shè)。
此外，部分動力電池企業(yè)意識到液態(tài)鋰硫電池在循環(huán)壽命方面存在難以克服的障礙，正逐步將研發(fā)重心轉(zhuǎn)向固態(tài)鋰硫電池，以期在安全性和長循環(huán)壽命方面取得突破。
錳系正極材料則在產(chǎn)業(yè)化布局上更為豐富，已有多家企業(yè)率先布局。
2025年以來，清陶能源2萬噸錳酸鋰正極材料項目環(huán)評通過；浙江衢州地方政府、速方新能源也計劃陸續(xù)啟動萬噸級富鋰錳基材料項目，其中，衢州所簽約的富錳正極產(chǎn)能高達(dá)20萬噸。
值得注意的是，近年來富鋰錳基的發(fā)展可以算處于蟄伏沉淀期，如容百、當(dāng)升、振華新材等頭部正極材料企業(yè)，均表示其富鋰錳基材料目前仍處于送樣測試階段，尚未形成大批量出貨能力。2025年以來2個萬噸級項目的推進(jìn)，或意味著其產(chǎn)業(yè)化信號的不斷增強(qiáng)。
在技術(shù)方面，產(chǎn)業(yè)正圍繞兩大方向解決富鋰錳基的瓶頸問題，一是對富鋰錳基正極材料進(jìn)行改性修飾，提升其循環(huán)壽命和倍率性能；二是著眼于電池部件間的協(xié)同優(yōu)化，例如正極片與隔膜的協(xié)同配合，以改善界面穩(wěn)定性。
在應(yīng)用場景方面，產(chǎn)業(yè)界已提出針對不同市場的富鋰錳基材料發(fā)展策略。
有業(yè)內(nèi)人士指出，低壓富鋰錳基材料市場增速較快，可以替代錳酸鋰或與之進(jìn)行摻混，主要面向農(nóng)村代步車等對成本較為敏感的低端市場；此外，低壓富鋰錳基材料還可作為三元材料的緩釋補(bǔ)鋰劑，與磷酸錳鐵鋰材料進(jìn)行混合使用，以提升電池壽命，市場潛力同樣巨大。
中壓富鋰錳基材料的主要目標(biāo)是替代傳統(tǒng)三元材料，但目前仍面臨壓實(shí)密度較低、電壓平臺偏低、導(dǎo)電性較差等技術(shù)挑戰(zhàn)。
綜上來看，新型正極材料體系的崛起，正為固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入全新動力。硫系、錳系等技術(shù)路線各有特點(diǎn)與優(yōu)劣勢，但在固態(tài)電池技術(shù)的推動下，均迎來前所未有的產(chǎn)業(yè)化機(jī)遇。隨著2025年各類項目的逐步落地，固態(tài)電池與新型正極材料的協(xié)同發(fā)展，將成為電池產(chǎn)業(yè)升級的重要方向。
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