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锂电正极材料行业专题报告：尖晶石镍锰酸锂，能量密度&成本齐声呼唤。锂电正极材料，所有体系都未停下脚步。锂电池能量密度不足的主要瓶颈在于正极比容量（相对负极）偏 低、对锂电压偏低。当前广泛应用的正极材料根据晶体结构不同， 包括了层状材料、尖晶石和橄榄石三大体系。对于尖晶石结构正 极（锰酸锂），应用广泛度上不及橄榄石结构（铁锂）和层状结 构（三元），但优化其综合性能表现的努力并未停止。

镍锰酸锂，脱胎于锰酸锂的尖晶石高压正极

尖晶石结构锰酸锂材料的元素廉价易得，但其比容量上限仅为约 148mAh/g，低于橄榄石结构正极，远低于层状结构正极；平均对 锂电压 4V，对应电池能量密度偏低。另外，+3 价锰对电池性能 表现也有不利影响。所以锰酸锂并不是主流动力/储能电池正极。 用镍均匀取代 25%的锰，使得锰酸锂变为镍锰酸锂-LiNi0.5Mn1.5O4， 该正极材料具备约 4.7V 的电压平台，这使得电池单体能量密度接 近三元电池；镍锰酸锂中锰的化合价原则上处于+4 价，这使得正 极和电池的综合性能有所改善。当然，为了抑制锰的变价、应对 高电压的影响，镍锰酸锂的实用化需要有效的合成与改性手段， 也需要配套电解质体系的支持。

镍锰酸锂专利布局：初具规模

镍锰酸锂电池正极处于有效、实质审查和公开状态的专利数较 少，主要申请量在中国，主要申请人是高校和科研院所，也包含 部分电池、正极企业。 镍锰酸锂相关专利主要包括基体合成和包覆改性两方面内容。从 合成环节来看，尖晶石相镍锰酸锂可以通过各类固相法、共沉淀 法、溶胶凝胶法、水热法获取所需物相，也可在合成过程中进行 金属元素掺杂改性。从表面包覆环节来看，碳、金属氧化物等的 使用率相对较高。另外，尖晶石相镍锰酸锂可以和铁锂正极复合 （铁锂作为包覆层），可以和三元正极复合（二者互掺杂）。作为 高电压正极材料，镍锰酸锂也有配套耐压电解液方面研究工作。 总体而言，镍锰酸锂本身的合成和改性难度不算很高，电池材料 体系的总体设计和成本控制重要性较大，实际应用变数较大。如 果进展顺利，不排除其同时和铁锂、三元两条技术路线展开竞争， 并进一步拓展锂离子电池应用范围的可能。