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【導語】發明了尖端科技的人是偉大的，獲得諾貝爾獎的人是偉大的，讓高大上的科技進入尋常百姓家同樣是偉大的。作為人類歷史上最偉大發明之一的鋰電技術 ，自其誕生之日起就深刻改變了人們的生活方式。值此星恒成立20周年之際，我們通過三篇產研特稿《歷程篇》、《技研篇》、《應用篇》，回顧整個鋰電行業的發展歷程，來審視和梳理星恒一路走來的脈絡，并展望鋰電技術和應用的未來，進而試著去探討：如何將鋰電技術普及化，讓更多的人享受到科技的成就，實現鋰電的“科技平權”與普惠。
篇章二：技研篇
2008年，北京，595輛節能與新能源車以及50輛鋰電池電動大巴穿梭于奧運村之中，其中有26輛裝配星恒鋰電池，這是新能源汽車在國內的第一次示范化應用，鋰電池在新能源汽車領域的產業化曙光初現。
2010年，上海，超過1400輛新能源汽車以出租車、公交車和接待用車的形式，在世博場館和周邊運行，這是世界規模最大的新能源汽車的示范運行，其中裝配星恒鋰電池的新能源汽車達到200輛。
自上世紀70年代首顆鋰電池誕生，到90年代開啟商業化應用，再到如今大規模的產業化應用，鋰電池技術水平正在穩步提升，動力鋰電池呈現錳基、三元和鐵基三大主流技術路線“三國演義”的競爭格局，并各自形成了自己的支持企業群落和技術研發生態體系。未來，作為人類歷史上最偉大技術之一的鋰電技術又將走向何方？
1982年，薩克雷、古迪納夫發明了尖晶石-錳酸鋰正極材料，并于1983年首次發表于材料研究報告中。
1996年，錳酸鋰電池在動力電池領域開啟商業化應用，并成為第一代動力電池產品。
2003年，國內錳酸鋰電池開始產業化。以星恒等為代表的企業，率先開發出材料性能優良、結構穩定、安全性良好、價格便宜的錳酸鋰材料，由此全面開啟了錳基電池產業化之路。
2006年，星恒首次將錳酸鋰電池應用在電動輕型車上，不僅開啟了電動輕型車的鋰電化，更成就了高性價比的錳基電池與電動輕型車品類的高契合度。2019年錳基電池在電動輕型車鋰電池市場占比超過40%，到2023年，這一數字已達80%，錳基電池在電動輕型車鋰電第一大技術路線的優勢愈發突出。
2008年、2010年，借助北京奧運會和上海世博會的機遇，錳酸鋰電池被成功應用在電動大巴上。
在當前，隨著產業化的持續推進，錳酸鋰電池材料研發速度加快，改性錳酸鋰使產品性能得到了大幅提升，通過錳酸鋰材料與三元等其他材料的混合使用提升能量密度和循環壽命，是鋰電池企業目前選擇的重要技術路線。
圖：星恒錳系材料產業鏈
2010年，將錳酸鋰與三元材料混搭使用的日產聆風純電動轎車上市，全球累計銷量突破50萬輛，并迅速成為當時的全球銷量冠軍。得益于錳酸鋰電池的高安全性，聆風純電動轎車幾乎沒有發生過重大起火事故，與當時的大多數電動汽車有著顯著區別。
2019年，星恒推出基于“錳酸鋰+三元”的錳系多元復合鋰材料的“超鋰S7”技術方案。
2022年，星恒再次推出基于“單晶錳酸鋰+磷酸錳鐵鋰”的第二代單晶錳酸鋰技術方案，循環壽命高達3500+次，相比鐵鋰能量密度理論提升15%-20%，-20℃放出90%的電量，解決鋰電池低溫短板。星恒錳基復合鋰產品不僅成為新國標時代的電動車鋰電池絕對主力產品，更以領先的綜合性能定義了輕型車鋰電池的價值標準，目前已實現了近1000萬組的應用。
錳基電池即將定義動力電池新格局
目前鋰電池主要為液態鋰電池，而液態鋰電池能量密度已接近上限，在更高的安全性和能量密度要求下，固態電池應運而生。通過引入不可燃的固態電解質，可以本質上保證安全性，同時兼容高能量密度正負極，固態電池有望成為下一代動力電池的終極解決方案。
作為中國最早將錳酸鋰規模化、普及應用的企業，星恒在錳酸鋰固態化的技術路線上也走在行業前列。
2021年8月，星恒正式攜手TIES（天目湖先進儲能技術研究院有限公司）共同創立“雙子星聯合實驗室”，雙方將共同致力于“耐高溫長壽命高安全的錳酸鋰材料和電池技術開發項目”的探索與研究。
該技術在星恒現有技術基礎上，通過逐步導入納米固態電解質、納米硅碳負極、固態電解質復合隔膜等新技術，開發更耐高溫、長壽命、本質安全的錳酸鋰材料和電池技術，逐漸實現錳酸鋰電池從液態到準固態，到未來爭取實現全固態，從而顯著提升錳酸鋰電池的能量密度、循環壽命、安全性，同時發揮錳酸鋰電池的低成本、高倍率、低溫性能好的優點，研究成果將成為電動輕型車和電動汽車動力電池領域，具有強大技術經濟性和產業競爭力的重要技術。
同年11月，星恒“準固態高溫長壽命錳酸鋰電池技術及產業化”項目獲得安徽省科技進步二等獎。
2022年，由北京工業大學牽頭，星恒作為課題承擔單位的國家重點研發計劃“儲能與智能電網技術”重點專項“低成本長壽命錳基儲能鋰離子電池與系統研發”項目獲批立項。
2023年3月，該項目啟動暨實施方案論證會順利召開，標志著項目正式進入實質性的研發階段，將在錳基儲能鋰離子電池等方面推出一系列重大研發成果，為我國在中長期儲能應用領域提供有力支撐。
近年來，隨著材料改性技術的進步，錳基正極材料已經成為了動力電池研發的一個突破點。如性能媲美5系三元的無鈷電池，即鎳錳酸鋰，就是一種改性錳酸鋰，按錳鎳比3：1的比例加入了鎳，與錳酸鋰同為尖晶石結構。未來電池材料的熱門富鋰錳基也是在錳酸鋰的基礎上研發起來的，克容量比高鎳三元高50%以上?；谠阱i基路線的20年堅守，星恒除了傳統的錳酸鋰正極材料外，還著眼于如磷酸錳鐵鋰、富鋰錳基材料等新型錳基正極材料的技術研發和產業化。
錳基電池成就鋰電科技平權
科技從來不是為了擴大世界的差距，而是要竭盡所能包容彼此的差異，不斷地縮小差距，把最好的技術普及化，讓每個人能夠享受到科技的樂趣，實現大眾化的“科技平權”與普惠。因此，性價比是消費者的永恒主題。
星恒的觀點是，鋰電企業需要把高高在上的鋰電池做到足夠便宜，讓老百姓買得起。錳酸鋰用鋰量低于三元和鐵鋰，也沒有鈷鎳等貴金屬，是性價比最高的鋰電池技術路線?；诖耍?003年，星恒秉持“做讓老百姓有幸福感的電池”的理念，自成立之初就確定了錳酸鋰技術路線。
經過20年的發展，錳酸鋰電池的性能在不斷改善，循環次數得到極大提升，比如星恒的錳酸鋰電池已經可以做到3500次循環，已有超過2600萬用戶使用星恒鋰電池。
尤其值得一提的是，不同于鋰電池在新能源汽車領域依靠巨額財政補貼進行推廣應用，錳酸鋰電池在電動輕型車鋰電池領域的應用普及沒有任何補貼政策，錳基電池純粹依靠自身優勢和純市場化競爭打敗了其他路線，成為了該領域的最優選擇。這表明，錳基電池作為第一代動力電池，在大眾化的領域中持續釋放著生命力。
未來，星恒仍將秉持“做讓老百姓有幸福感的電池”的理念，為消費者提供更具性價比的鋰電池。在材料體系迭代優化的基礎上做出性價比更高的電芯。迭代后的磷酸錳鐵鋰電池，也是從源頭上確保星恒鋰電產品具有行業領先的高性價比優勢。
星恒堅信，產品越是迭代，就越要以更親民的價格走入千家萬戶。
關于動力電池，市場上一直有三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池技術路線的爭論，前者成本高但能量密度高、續航時間長，后者續航略差、但成本低且安全性高。
過去十余年，由于政策補貼、成本等因素，三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池的市場份額此消彼長。
鐵鋰三元之爭 — 多輪反轉下的拉鋸戰
2008年，北京奧運會上亮相了595輛節能與新能源車以及50輛鋰電池電動大巴，這是動力電池在國內汽車上的首次應用。50輛電動大巴采用了錳酸鋰電池，這條技術路線起源于日本，后來朝著更高能量密度的三元鋰電池發展。其中裝配星恒鋰電池的26輛新能源車則使用了磷酸鐵鋰電池，這條路線在國內正式生根發芽，星恒也開啟了鐵基路線的進程。
2009年，星恒率先在海外市場實現突破。當年法國電動汽車MIA選擇20余款電池進行檢測，憑借優異的性能，星恒磷酸鐵鋰電池成為其核心供應商，并實現當年銷售3000輛的佳績。
在日韓發展朝向三元鋰電池技術路線時，以美國A123公司為代表的磷酸鐵鋰技術路線開始興起。隨著2012年美國A123公司破產，三元鋰電池逐漸在國際上得到廣泛認可。但彼時，中國市場更看重電池安全性能，加上在中國電動車發展初期應用場景更偏向于商用車，因此很長一段時間內磷酸鐵鋰電池占據了主流。2016年，磷酸鐵鋰電池在國內占有率高達69%。
然而，2017年國家首次將電池能量密度納入新能源汽車補貼政策參考指標，導致市場逐步向三元偏移。2018年，磷酸鐵鋰市占率首次被三元超越。2019年6月，三元市占率達到70%以上，占據絕對優勢。
2019年，新出臺的補貼政策淡化能量密度和續航指標，開啟了以高安全性、低成本為導向的補貼政策新周期，使磷酸鐵鋰的價格優勢得以凸顯。另一方面，磷酸鐵鋰電池的性能得到極大提升，裝機量迅速提升，再次占據市場主導地位。以星恒高能鐵鋰電池為例，通過十年持續研發，星恒完成鐵鋰材料的技術突破，高能磷酸鐵鋰材料提升循環壽命，復合導電劑與復合型人造石墨等新型材料提升低溫性能，全方位改善傳統鐵鋰的短板，成功運用到新能源汽車、儲能、共享電單車、叉車等領域。
在技術上，目前，磷酸鐵鋰電池的能量密度已經接近“天花板”，材料本身性能難以大幅提升，正極材料亟需進行一輪新的技術迭代和升級，在新一輪技術升級中，磷酸錳鐵鋰作為磷酸鐵鋰升級版的技術升級路徑最為明確。
磷酸錳鐵鋰產業化應用加速
磷酸錳鐵鋰，在磷酸鐵鋰的基礎上摻雜一定比例的錳而形成的新型磷酸鹽類正極材料。通過錳元素的摻雜，直擊磷酸鐵鋰與三元電池的兩大長期痛點，即能量密度高于磷酸鐵鋰，成本優于三元電池。
過去，磷酸錳鐵鋰受限于其較低的導電性能與倍率性能，商業化的進程緩慢。隨著碳包覆、納米化、補鋰技術等改性技術的進步，極大改善了其導電性，多重優勢使磷酸錳鐵鋰愈發受到市場青睞。
2022年，星恒推出基于“單晶錳酸鋰+磷酸錳鐵鋰”的第二代單晶錳酸鋰技術方案，在電動兩輪車等低速車應用場景，星恒率先完成低比例磷酸錳鐵鋰產品的規模化生產和產業化應用。
2023年初，星恒攜手數碼品牌巨頭紐曼，共同研發推出的新款戶外移動電源產品-紐曼S系列，成為業界率先采用高性能磷酸錳鐵鋰材料的便攜式移動儲能產品，以超高安全性、超長循環壽命、超大容量和超級雙向快充等多重優勢，得到消費者的追捧。
2023年10月，星恒再次取得技術突破，獨創的MFO錳鐵氧化物前驅體合成技術，已獲國家發明專利（專利號：ZL 2022 1 1230912.9；ZL 2022 1 1230914.8），并在國際發明專利上獲得美、日、韓等多國受理。
星恒錳鐵氧化物前驅體合成技術，突破磷酸錳鐵鋰電池性能瓶頸，使得材料導電性能相對于傳統磷酸錳鐵鋰的合成工藝，提高達一個數量級以上。在該技術加持下，星恒研發制造的高比例（70%）磷酸錳鐵鋰電池可輕松實現常溫4000次循環，高溫1400次循環，能量密度可達190Wh/Kg以上，且擁有超強的低溫放電性能。此外，前驅體MFO材料的原材料來源廣泛且成本低，能夠降低成品材料綜合成本。
現在，星恒正積極開展高比例磷酸錳鐵鋰在新能源汽車、家庭及商業儲能、下一代電動兩輪車鋰電池方面的產業化應用，引領磷酸錳鐵鋰電池在新能源領域的應用風向。
隨著磷酸錳鐵鋰產業化快速推進，對磷酸鐵鋰份額的替代將加速。根據中金公司預測，磷酸錳鐵鋰作為磷酸鐵鋰和5系三元的潛在替代材料，預計到2025年，磷酸錳鐵鋰對磷酸鐵鋰替代需求將達到56GWh，與三元復合搭配需求將達到28GWh，總體需求量約為84GWh。
在鋰電材料體系不斷更新、升級、迭代的同時，關于鋰電池的安全與可靠性問題，一直以來都是新能源行業最為重視的課題。從鋰電池近期發展來看，主要通過現有材料體系的迭代升級和結構革新來提升鋰電池的安全性。
近年來，在鋰電安全領域，各類國家標準、地方標準和行業標準不斷出臺，在政策層面為鋰電池的使用安全保駕護航。
在企業層面，從材料到結構和工藝，鋰電企業主要從技術上持續提升鋰電池的安全等級，積極布局各項技術推動產業健康發展。以星恒為例：
在材料方面，星恒自成立之初就確定了安全性最高的錳基材料路線，以及經過不斷改良、安全性大幅提升的高能鐵鋰路線，并在遠期將錳基電池固態化，進一步提升安全等級。
在結構和工藝方面，星恒通過9重電芯安全設計、8大電池模組安全設計以及在制造和檢測層面全過程嚴苛的質量管控實現電池的高安全性，實現了“20年0重大事故”，為鋰電安全樹立了最有說服力的品質背書。
星恒始終將安全放在第一位，用務實謹慎的態度對待每個產品。
鋰電池是集能量密度、功率、高低溫、壽命、安全以及成本等至少六個維度為一體的解決方案，我們需要的是綜合性的全能型選手，而不是某方面很強，但其他方面偏科的技術，針對不同的應用領域，沒有最好的技術，只有最適合的技術，因為只有最適合的才是最好的。
無論是目前的錳基、鐵基和三元，還是更長遠、擁有更高能量密度的鋰硫、鋰空電池，都值得包括星恒在內的所有鋰電池企業去努力探索更實惠、更先進的技術路線，從而推動我國鋰電池技術不斷向前發展，并持續以超高的性價比實現鋰電池的普及運用，讓科技為人類造福。
