固态电池能量密度和热稳定性能显著优于液体锂离子电池，具有远期商业化前景。

固态锂电池主要由正极、负极、固态电解质等关键材料构成。

本文重点梳理固态电池下一代正极材料--富锂锰基材料，供大家学习参考。

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固态电池正极材料概览

当前固态电池对于能量密度的严苛要求，正极材料的研发正朝着高镍、无钴、富锂等高能量密度的方向迈进。

目前市场上的主流正极材料有钴酸锂（LCO）、锰酸锂（LMO）、磷酸铁锂（LFP）和三元正极材料（包括NCM和NCA）。

在众多正极材料中，富锂锰基材料因其超高的比容量、高电压特性以及显著成本优势，被视为下一代锂离子电池最具潜力的正极材料。

富锂锰基晶体结构与性能：

资料来源：Nature Energy

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富锂锰基材料行业概览

富锂锰基材料是实现动力锂电池高能量密度技术突破的核心材料，拥有高达300mAh/g的比容量，远超目前商业化应用的磷酸铁锂和三元材料等正极材料的放电比容量，几乎是当前已商业化正极材料实际容量的两倍。

富锂锰基材料与其他正极材料能量密度对比：

 

富锂锰基材料以相对廉价的锰为主要成分，贵重金属含量较低。

与常见的钴酸锂和镍钴锰三元正极材料相比，富锂锰基材料降低了成本且提升了安全性。

此外，富锂锰基材料的电压窗口宽广（2.0-4.8V），在常规压力下的循环稳定性优于其他商业化的正极材料。

当与硅碳负极相匹配时，其电芯的能量密度有望超过400Wh/kg。

同时，作为一种低镍高锰的正极材料，其低瓦时成本可以和磷酸铁锂相媲美。

不同固态电池正极材料的对比：

 

资料来源：《固态电池研究及产业化》张锐

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富锂锰基产业链梳理

固态电池产业链与液态锂电池大致相似，两者主要的区别在于中上游的负极材料和电解质不同，在正极方面几乎一致，若完全发展至全固态电池，隔膜也完全被替换。

固态电池正极材料中，富锂锰基产业链上游环节主要包括锂、锰等相关矿产资源的开采。

中游主要是富锂锰基材料的生产环节。

下游电池制造环节中富锂锰基材料被用作锂离子电池（包括固态电池）的正极材料，与其他材料如负极电解液和隔膜等一起组装成完整的电池，终端为各种应用领域。

 

资料来源：东吴证券、行行查

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富锂锰基材料市场格局

从富锂锰基材料市场格局来看，容百科技和当升科技等正极材料行业的龙头企业，已经提前布局富锂锰基材料的研发，并已进入小试阶段。

容百科技研发的低钴材料在常温下，以0.33C的电流密度放电，比容量达到了245mAh/g或以上，这种材料不仅成本低而且容量高，非常适合液态电池使用。

当升科技计划进一步推动固态锂电、富锂锰基和钠离子电池等战略新产品的研发工作，以期抢占下一代锂电正极材料的技术制高点。

中科院宁波材料所下属的宁波富锂电池，已经建立了百吨级的富锂锰基正极材料中试生产线，为大规模生产做好了准备。

此外，振华新材、中伟股份、昆工科技、天原股份、国轩高科、多氟多等公司也在积极开展富锂锰基材料（及其前驱体）的研发项目。

富锂锰基材料部分布局厂商：

 

资料来源：公开资料整理、中信证券

当前节点来看，富锂锰基材料距离大规模产业链化还有一定的时间。

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。长远来看，富锂锰基作为性能优异的正极新材料，有望在固态电池产业链环节中占据重要的位置。

来源：乐晴智库