目前仅有少量企业能够量产镍锰酸锂电池。2020 年 5 月，蜂巢能源发布两款镍锰酸 锂电芯产品，能量密度超过 240Wh/kg，2021 年公司 LNMO 正极材料正式量产下线。根 据容百科技 2021 年三季度报告，目前公司 LNMO 材料的小试工艺已经成熟，正积极推进 性能优化及工艺放大实验。

层状三元正极材料

层状正极材料包括钴酸锂和三元正极材料。钴酸锂（LiCoO2，LCO）是层状正极材料 的最典型代表，是目前最成熟的正极材料之一。三元正极材料是在 LCO 材料的基础上发 展而来，其结构通式为 LiNixCoyMnzO2（NCM），可以看作 Ni 和 Mn 元素取代了 LCO 中 Co 元素的位置形成的。三元正极材料具有良好的循环性能，高放电比容量和优异的安全 性能，已成为动力电池正极材料的主流技术路线之一。

高镍化是三元正极材料最重要的发展趋势之一。三元材料中镍钴锰的含量对其性能影 响非常大，其中，Ni 元素有利于放电比容量的提高；Mn 元素对结构起稳定作用，提高材 料安全性的同时可以降低成本；Co 元素可缓解材料极化以及提高倍率。由于镍含量提高 可以提升三元电池的能量密度，缓解电动车的“里程焦虑”，因此“高镍化”成为三元正 极材料技术路线变化的最重要趋势之一。

2021 年高镍三元正极材料渗透率快速提升。根据 EV Tank 统计的数据，中国三元正 极材料出货量保持高速增长，2021 年共计出货 42.2 万吨，同比增长 79.6%。2021 年以 来，中低镍材料受到磷酸铁锂的冲击显著，高镍三元材料则受益于性能优势和海外订单走 强出货量快速上升。根据鑫椤资讯数据，2021 年中国高镍三元材料出货量占比达到 38.3%， 此前占据主流的 523 型材料则降至 50%以下。预计未来高镍三元材料的渗透率还将保持上 行，成为三元正极材料行业的主流产品。

钠离子电池用含锰材料

钠离子电池与锂离子电池结构类似，锰元素可广泛用于钠离子电池正极材料中。目前 研究的钠离子电池正极材料主要包括过渡金属氧化物体系、普鲁士蓝化合物体系、聚阴离 子化合物体系等。2010 年以来，钠离子电池受到了产业界的广泛关注。国内公司中中科 海钠、宁德时代、浙江钠创等公司均对钠离子电池产业化进行了相关布局并取得了重要进 展。根据上述公司提供的专利文件，其钠离子电池使用的正极材料为 NaxMO2（M 为 Mn、 Fe、Co 等过渡金属）层状金属氧化物或 NaxM[M’(CN)6]的普鲁士蓝化合物，锰元素均在其 中发挥了重要的作用。（报告来源：未来智库）

锰基正极材料的合成方法

锰基正极材料的制备方法有固相合成法、共沉淀法、溶胶凝胶法、水热法法等。（1） 固相合成法可将前驱体反应物按照相应的比例通过搅拌研磨等方法混合均匀，在惰性气氛 下高温烧结一定时间后，通过冷却、粉碎、研磨等过程获得最终的正极材料。（2）共沉淀 法则是将沉淀剂加入含 Mn2 等离子的水溶液中，通过对沉淀物过滤、洗涤、热分解等步骤 得到正极材料。（3）溶胶凝胶法是将各原料进行液相混合，通过成胶、凝胶等工艺形成均 一稳定的溶胶体系，再经过干燥、烧结后可以得到正极材料。（4）水热法和溶剂热法是将 原料加入到水热釜中，以一定温度和压力使原材料再结晶，然后自然冷却到室温。将产品 过滤、洗涤、干燥、退火，最终可得到纳米级正极材料。

工业上常用固相反应法、共沉淀法生产正极材料。固相合成法生产过程简单、产量高， 是目前商业化生产正极材料的最主要手段之一，共沉淀法具有沉淀物化学成分均一、易制 得纳米颗粒、颗粒形貌可控等优点，是最主要的前驱体合成工艺。溶胶凝胶法反应简单、 所制得的材料颗粒均匀，但这种方法需要使用有毒的有机溶剂，成本高昂、产率低，难以 用于工业生产。水热法可以制得粒度小的颗粒，且颗粒分布均匀、团聚少，但是巨型反应 釜设计困难，因此其产能较低，难以用此方法进行大规模工业生产。

锰酸锂正极材料主要使用固相法合成。固相法生产锰酸锂材料的方法是将二氧化锰和 碳酸锂充分研磨后，转移到高炉中高温焙烧，首先以 550℃保温 4 小时，一方面可以使二 氧化锰充分转化成三氧化二锰，另一方面可以形成饱和的碳酸锂蒸汽，促进两种原料的充 分接触，之后在 800℃恒温 8 小时即可生成尖晶石 LMO 材料。

三元正极材料主要由共沉淀法 烧结工艺制备。与锰酸锂的制备相比，三元正极材料 生产首先要使用共沉淀法制备粒径小、混合均匀的前驱体，先将硫酸镍、硫酸锰、硫酸钴 配置成硫酸盐混合溶液，通过加入氢氧化钠或氨水将金属离子沉淀下来，通过对沉淀物过 滤洗涤干燥获得前驱体，再与氢氧化锂或碳酸锂混合后进行 550℃的预煅烧和 850℃的煅 烧，可以制得三元正极材料。通过调整前驱体中各金属元素的比例，可以获得不同 Ni、Co、 Mn 含量的三元正极材料。

共沉淀法有望成为锰基正极材料的重要合成工艺。固相合成法是目前商业化生产正极 材料最主要的工艺，但存在材料粒径较大且难以控制等问题。共沉淀法具有沉淀物化学成 分均一、易制得纳米颗粒、颗粒形貌可控等优点，使用共沉淀法制备前驱体再经过烧结获 得正极材料或将成为未来锰基正极材料的主流合成工艺。