电池科技前瞻系列报告21：尖晶石镍锰酸锂，能量密度_成本齐声呼唤-220417免费下载

本报告由中信建投证券股份有限公司在中华人民共和国（仅为本报告目的，不包括香港、澳门、台湾）提供，由中信建投（国际）证券有 限公司在香港提供。同时请参阅最后一页的重要声明。 证券研究报告·行业深度报告 电池科技前瞻系列报告之二十一：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。 投资评价和建议 建议投资者关注布局了镍锰酸锂合成和改性专利...