從材料到市場：磷酸錳鐵鋰規(guī)模化量產(chǎn)的三重挑戰(zhàn)——訪河北工業(yè)大學梁廣川教授

2025年11月26日，由中國粉體網(wǎng)主辦的“2025高壓實磷酸（錳）鐵鋰技術大會”在江蘇常州隆重召開。本次大會圍繞高壓實磷酸（錳）鐵鋰生產(chǎn)工藝優(yōu)化、突破壓實密度極限的材料設計創(chuàng)新、錳溶出問題的終極解決方案及從實驗室到量產(chǎn)的全鏈條工藝優(yōu)化等議題展開深入交流和探討！會議期間，中國粉體網(wǎng)特別邀請到河北工業(yè)大學梁廣川教授做客“對話”訪談欄目。

中國粉體網(wǎng)：梁教授，您提到的調(diào)制結構是如何從本質(zhì)上改善磷酸錳鐵鋰導電性差的呢？

梁教授：傳統(tǒng)磷酸鐵鋰與磷酸錳鐵鋰材料通常采用類似“蘋果”的結構，即核心為活性材料，外表通過碳層進行包覆。然而，這種單一的表面包覆結構存在明顯局限，主要源于材料本身較差的導電性——磷酸鐵鋰導電率約為10^-9S/cm，而磷酸錳鐵鋰則低至10^-11S/cm。

為提高導電性，通常采用碳包覆方法，但該方式僅作用于材料表層。為此，我們提出一種優(yōu)化結構，即在材料內(nèi)部也引入碳層，形成類似“夾心餅干”的多層交替排列：一層碳、一層活性材料。這種設計有望顯著提升材料的整體導電性。

在此過程中，需注意避免因碳層過度疏松而導致材料壓實密度下降。因此，我們認為最優(yōu)結構應是一種經(jīng)過精細調(diào)控的“調(diào)制結構”。該理論目前尚處于實驗驗證階段。

中國粉體網(wǎng)：您認為當前磷酸錳鐵鋰規(guī)模化量產(chǎn)的最大瓶頸是什么？

梁教授：目前，磷酸錳鐵鋰實現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化主要面臨三方面的瓶頸：

第一，性能瓶頸，核心在于壓實密度不足。當前，產(chǎn)業(yè)化應用的磷酸鐵鋰材料壓實密度已達到約2.65 g/cm3，而磷酸錳鐵鋰的普遍水平仍處于2.2至2.3 g/cm3的區(qū)間，二者存在顯著差距。這一關鍵性能指標的落后，直接制約了磷酸錳鐵鋰在能量密度要求較高的場景下的應用。

第二，成本瓶頸，源于核心原材料價格偏高。磷酸錳鐵鋰所依賴的關鍵原料，如磷酸錳鐵前驅體、高純二氧化錳等，目前仍屬于市場規(guī)模相對有限的“小眾”材料。由于其生產(chǎn)規(guī)模較小，導致原材料成本居高不下，進而推高了產(chǎn)品的整體成本。

第三，產(chǎn)業(yè)規(guī)模瓶頸，整體產(chǎn)能與生態(tài)尚未成熟。從產(chǎn)業(yè)規(guī)模來看，磷酸錳鐵鋰與磷酸鐵鋰差距巨大。目前國內(nèi)磷酸錳鐵鋰總產(chǎn)能規(guī)模有限，預計至2025年上半年，總產(chǎn)能也僅為7500噸左右。這與磷酸鐵鋰行業(yè)預計在2025年將達到300萬噸左右的產(chǎn)業(yè)規(guī)模形成鮮明對比。過小的產(chǎn)業(yè)規(guī)模使得其單位制造成本難以通過規(guī)模化效應有效降低。

綜上所述，性能、成本與規(guī)模是阻礙磷酸錳鐵鋰規(guī)模化發(fā)展的三個核心障礙，需要逐一攻克。

中國粉體網(wǎng)：在與大圓柱電池結合時，磷酸錳鐵鋰相對于其他材料，最不可替代的優(yōu)勢是什么？

梁教授：磷酸錳鐵鋰的核心優(yōu)勢首先在于其出色的安全性。它是目前所有電池正極材料中安全性最高的材料之一，其安全性能與磷酸鐵鋰處于同等水平。大圓柱電池由于結構緊湊、空間受限，在發(fā)生熱失控時可能釋放較大能量，因此對材料的安全性要求極高，迫切需要磷酸錳鐵鋰這類高安全材料來增強整個電池體系的安全性。

此外，大圓柱電池本身具備顯著的結構優(yōu)勢。其采用全極耳（全接耳）設計，可大幅降低內(nèi)阻；制造過程易于實現(xiàn)全自動化，從而顯著提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)品一致性。這些特點為磷酸錳鐵鋰的應用提供了良好基礎。尤其值得注意的是，若能提升磷酸錳鐵鋰的壓實密度，其比能量有望超過磷酸鐵鋰至少15%以上。

綜上所述，磷酸錳鐵鋰與大圓柱電池在安全性、結構適配性與能量潛力方面高度互補，二者結合展現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢和廣闊的應用前景。

中國粉體網(wǎng)：您身兼教授和董事長雙職，這種“學-研-產(chǎn)”模式在攻克高壓實磷酸錳鐵鋰上，最獨特的優(yōu)勢是什么？

梁教授：我們認為最大的優(yōu)勢在于與市場的高度結合。我個人與其他學者的區(qū)別在于，雖然我的研究方向聚焦于核心電池材料，而天津先眾公司的主營業(yè)務是電動兩輪車電池，但這兩者之間具有直接且必然的關聯(lián)。只有對材料性能具有深刻的理解，才能在電池系統(tǒng)的研發(fā)中實現(xiàn)更優(yōu)的設計，尤其是在對前瞻性材料與電池技術的判斷與導入方面，我們認為自身具備顯著的優(yōu)勢。

同時，我們依托研究生團隊開展相關實驗，能夠針對電池生產(chǎn)體系中的具體問題，持續(xù)進行技術改進與迭代升級。這種產(chǎn)學研緊密結合的模式，使我們能夠始終保持在產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前沿位置。

中國粉體網(wǎng)：展望未來3~5年，先眾新能源的戰(zhàn)略重心是什么？

梁教授：先眾于2023年在湖州設立了分公司，目前正推行“兩輪驅動”發(fā)展戰(zhàn)略。在北方，公司以電動自行車出口業(yè)務為核心，重點面向歐盟、北美、日韓等國際市場；在南方，則聚焦于國內(nèi)市場，涵蓋換電服務、電動兩輪車與三輪車領域，并依托湖州當?shù)氐漠a(chǎn)業(yè)基礎，重點布局叉車等特種車輛電池的研發(fā)與應用。

我們認為，磷酸錳鐵鋰電池、鈉離子電池等新一代電池技術，在上述領域均具備良好的發(fā)展前景，該市場發(fā)展?jié)摿薮螅熬皬V闊。基于這一戰(zhàn)略布局，公司有望實現(xiàn)持續(xù)且穩(wěn)健的發(fā)展。

中國粉體網(wǎng)：感謝梁教授接受我們的采訪！

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