能量密度低、循環性能差，一直是困擾錳酸鋰材料大幅應用的兩頂魔咒。但它的高性價比優勢、高倍率性又令其在某些細分應用市場大放異彩。

蘊藏巨大市場機會的動力電池領域，錳酸鋰材料是否能夠分羹一杯？這也是國內很多錳酸鋰材料企業和電池企業一直在努力攻關的方向。

12月19-22日，在中國第一屆新材料產業發展大會上，來自無錫晶石新型能源股份有限公司(股票代碼：872440；證券簡稱：晶石能源)的副總工程師馬巖華給出了該公司的答案。

在主題為“與市場需求相妥協的錳酸鋰材料改性技術”的報告中，馬巖華表示，錳酸鋰材料優缺點明顯，為了向循環壽命延長、克容量提升、倍率性能提高、自放電率降低、更純的原料、更低成本這六大動力電池市場需求妥協，錳酸鋰材料需要進行改性化處理。

錳酸鋰材料屬于尖晶石結構，不足之處在于：

1、能量密度低。動力型錳酸鋰可逆容量僅為105mAh/g，同時軋實密度3.0g/ml；

2、材料循環性能，尤其是高溫循環性能差；

3、貯存性能差。

同時，錳酸鋰優點也很突出：

1、材料性價比高。磷酸鐵鋰、三元、錳酸鋰三種材料中，錳酸鋰成本優勢突出；

2、工作電壓高，倍率性能好，低溫工作性能好，如下圖所示；

3、通過對錳酸鋰的改性及電池的優化，可能解決和避免錳酸鋰的不足；

馬巖華表示，放電功率、充電倍率、低溫性能、成本、安全，都是錳酸鋰動力電池的優勢。低廉的成本，在未來大規模市場化和民用化方向有極大優勢。隨著車用動力電池對循環壽命要求的降低，以及對循環要求不高鋰電池市場的增長，錳酸鋰材料的突破口日益凸顯。

晶石能源擁有42年軟磁材料產業經驗和12年鋰電正極材料經驗，兩種經驗相輔相成，具備體相摻雜及表面納米包裹技術、半干法混料工藝應用技術、壓塊燒結工藝應用技術、獨特的增氧燒結處理技術等；是國內早期進入鋰離子電池正極材料的生產企業之一，堅持以錳酸鋰為主的材料生產路線，積累了大量的經驗和創新工藝，尤其是如何將錳酸鋰材料發揮到最優性價比，有自己獨到的優勢和特點。

晶石能源對外稱，2018年公司動力型錳酸鋰材料出貨量達到3000噸，在不依靠補貼的前提下，錳酸鋰材料能夠取得這樣的成績主要依靠的正是產品的性價比優勢。這也證實，晶石能源的錳酸鋰材料性價比突出，在動力電池市場還存在搏一搏的機會。

馬巖華介紹，錳酸鋰材料改性原理主要基于以下理論：正尖晶石LiMn2O4的電化學性能在很大程度上取決于制備方法，原料的選擇以及熱處理條件。這些參數在控制材料的結晶度，避免雜相產生以及調整氧的化學計量比等方面非常重要。

1.例如Yoshio等在利用Mn3O4合成LiAl0.1Mn1.9O4時，發現不同來源的Mn3O4合成的材料其循環性能差別很大，說明初始原料的性質對合成材料具有重要的影響。

2.制備鋰過量的非化學計量比Li1+δMn2-δO4，可以有效地降低材料的循環容量衰減。過量的鋰占據尖晶石結構中Mn的16d位置。隨著鋰含量的增加，尖晶石Li1+δMn2-δO4在鋰離子脫出約50％時，結構中的鋰離子從有序-無序相變被逐漸抑制，對應于4V區上的兩個電壓平臺變得不再明顯。

目前，晶石能源錳酸鋰改性手段主要包括元素摻雜和表面包覆兩種。以下是晶石能源摻雜三元材料的錳酸鋰材料在克容量、高溫循環性能方面的數據走向圖：

并且，晶石能源已經與星恒電源合作開發出超級錳酸鋰電池，具有長循環壽命、低成本和二次壽命的特點。循環壽命方面，超級錳酸鋰電池是一般錳酸鋰電池5倍以上；采用低成本的錳酸鋰材料及合適的電池材料體系；在電池使用壽命結束經過處理后還可以進行第二次循環壽命。

今年6月份，晶石能源完成了14000㎡新廠房的規劃、設計、報批及奠基工作，并進入開工建設階段。該項目擴產完成后，晶石能源將新增正極材料產能1萬噸/年，其中涵蓋6000噸/年高鎳三元材料產能。晶石能源稱，目前新廠房已經封頂，產能建設與市場進程同步進行，可以更好地滿足客戶和市場需求。