科创中国

行业领域

电子信息技术,新材料技术,高分子材料

需求背景

目前，全球能源消费电气化趋势加速，新能源汽车与鲤离子动力电池建设需求高速发展经过十多年技术储备与发展，我国新能源产业发展现状整体与美国、日本、韩国等发达国家相比处于“齐头并进”发展格局，是近代世界数次能源产业革命中，我国最有机会实现引领全球新一轮科技产业转型与经济社会持续发展的历史机遇期。

随着全球新能源汽车、电池储能电站对理离子动力电池需求高速增长，能否采用先进艺技术开发出高性能、高安全、低成本的鲤离子电池正极材料，是产业链能否持续健康发展中重大关键及难点问题。目前，以磷酸铁理(筒称为 LFP) 类材料为代表的正极材料因具有电压平台高、安全性好、成本较低等优点，近两年全球市场需求逐年增大(年需求增速在 40%以上，市占率 55%以上)，正加快替代低端三元、铅酸电池材料的市场份额。然而，目前 LFP在能量密度、低温性能等方面相对于中高端三元材料，还有一定差距。为应对行业不断对高性能、高安全性、低成本 LFP 类正极材料的需求，就要加快采用更先进的技术开发出新一代高端正极材料产品。最新行业研究证明，“磷酸锰铁鲤”(简称为LFMP) 材料是在目前LFP 基础上最新一代升级产品，通过引入“锰”元素，理论上，LFMP可以使电池正极获得更高的电压平台，实现更高的能量密度、更好的低温性能、更低的生产成本，促进新能源车汽车进一步拓展在北方较寒冷地区(如欧洲、加拿大等) 市场销售，进步替代 LFP 及中镍三元电池材料市场份额。

作为在全国布局的动力电池产业链上游鲤电材料研发及生产平台，我们需要在国内寻找拥有能开发出“高性能LFMP 材料工艺技术及相关科研成果”合作伙伴，通过采用最先进技术研制新一代高性能 LFMP 材料，推进实现行业前沿关键核心技术及材料“0到1”的突破。

需解决的主要技术难题

技术痛点：目前，行业现有相关技术所制备的 LFP 类材料共同面临“能量密度不高、低温环境适应性差”，并难易兼顾与平衡电导率、压实密度等痛点问题；新一代 LFMP 材料工艺技术重点需要在提升能量密度的同时，解决“电导率低、循环性能不高、压实密度不高”等瓶颈问题。预计到 2030 年，随着越来越多的企业入局LFP 类正极材料行业，未来行业将会形成结构性产能过剩(高端产能 LFMP 不足，中低端产能 LFP 过剩)的局面。

期望实现的主要技术目标

技术解决的价值意义：只有开发出更为先进的关键工艺技术手段，加快研制以 LFMP 为代表的新型高端正极材料，全面提升电池正极材料能量密度、电导性能、循环性能、压实密度、热稳定性等综合性能并要同时兼具安全系性、低成本，加速规模化量产线建成投产，键电正极材料企业才能持续高水平生存与发展，才能助力中国动力电池行业高质量发展，促进我国新能源汽车产业在全球持续保持领先发展地位。

产品目标：

1. 采用相关工艺技术所开发新一代 LFMP 材料，能量密度大于当前 LFP 材料 15%以上；

2. 放电结构稳定，实现电导性、压实密度、能量密度、循环次数与安全性的平衡；

3. 所制成的纯用LFMP 电池或掺 LFMP 材料的NCM 电池，其综合性能显著优于、单瓦成本略低于当前 LFP 电池及NCM622 电池，电池安全性测试合格。

需求解析

解析单位：“科创中国”华中科技大学智能制造专业科技服务团（华中科技大学） 解析时间：2023-08-24

王正伦

华中科技大学科协

主任

综合评价

该技术需求背景介绍和需要解决的主要技术难题分析比较清晰，研发内容和期望实现的技术目标明确。但研发有一定难度，建议请相关领域专家协同攻关。

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