如果你关注过锂电池,一定听过“三元锂”这个名字。而在三元锂的世界里,镍的含量越高,电池能储存的能量就越大。
固态电池被视为下一代电池的核心方向,其核心目标之一就是极致的能量密度,不仅要让电动汽车轻松突破 1000 公里续航,更要将能量密度提升至 400–500 Wh/kg 以上,为电动出行带来革命性突破。
要实现这个目标,目前的共识是:正极材料必须“高镍化”。
-
能量的瓶颈:现有的磷酸铁锂或中低镍三元材料,很难支撑固态电池设定的超高能量密度目标。
-
技术的默契:在目前最有希望量产的硫化物固态电池路线中,高镍三元材料(如NCM811、NCA,甚至镍含量90%以上的超高镍)与硫化物电解质的“相处”相对融洽,界面反应相对可控。
在高镍三元之外,行业正迎来另一条高能路线:富锂锰基正极。它被看作是突破500Wh/kg天花板的“终极正极”之一,理论容量可达300–450mAh/g,比传统高镍三元再提升30%以上,能量密度潜力直指600Wh/kg,是固态电池冲刺超长续航的核心备选。
富锂锰基(LMR)是一类以锰为主要过渡金属元素的层状氧化物正极材料,典型化学式为(0<x<1),其中 M 为 Ni、Co、Mn 等过渡金属元素及其组合。
该材料依靠阳离子与阴离子双氧化还原机制实现超高容量,同时兼具更高的电压平台与成本优势。与目前商用的锰酸锂(LMO)、磷酸铁锂(LFP)、钴酸锂(LCO)、镍钴锰三元(NCM)及镍钴铝三元(NCA)等正极材料相比,富锂锰基材料能量密度更高,被公认为下一代高比能电池的核心技术方向。
很多人误以为富锂锰基“去镍化”,事实恰恰相反:
-
镍仍是核心容量元素,在富锂锰基体系中镍的摩尔百分比通常在30%–40%,承担提供容量、稳定结构、提升循环的关键作用。
-
高镍三元与富锂锰基并非替代关系,而是递进与互补:高镍三元是当前主流的正极材料体系,富锂锰基是中长期冲击更高能量密度的下一代方案。
-
两者共用镍盐—前驱体—正极产业链,固态电池对镍的需求不会因富锂锰基到来而下降,反而会在更长周期里持续增长。
-
能量密度:搭配固态电解质,能量密度已可做到400–500Wh/kg,部分试验线突破500Wh/kg。
-
产业化:超高容量富锂锰基材料已进入百吨级中试供货,与硫化物、氧化物固态电解质的兼容性持续改善。
-
界面攻关:重点解决电压衰减、循环稳定性与固-固界面阻抗问题,业内普遍预计2027–2030年逐步走向装车应用。
可以说,高镍定当下,富锂锰基定未来,而镍始终是两条路线共同的基础原料。
在传统的液态锂电池里,镍主要存在于正极材料中。但在固态电池的世界里,镍的戏份变多了。
固态电池(尤其是硫化物路线)有一个特殊的“脾气”:它很怕水,也很“腐蚀”铜。
传统的锂电池负极集流体用的是铜箔。但是,硫化物电解质如果遇到微量水分产生硫化氢,或者在高压环境下,很容易腐蚀铜箔,导致电池失效。
怎么解决?工程师们把目光投向了镍。
-
镀镍铜箔:在铜箔表面镀上一层镍,穿上“防护服”,既能导电又能防腐蚀。
-
不锈钢/镍合金集流体:更彻底的方案是直接使用镍铁合金或不锈钢作为集流体。
这一变化看似微小,实则影响深远。它意味着每GWh的固态电池,除了正极需要大量的镍盐,在集流体环节也可能新增数百吨的镍金属需求。
虽然概念很火,但固态电池离真正走进千家万户还有多远?从目前的行业公开信息来看,我们正处于从“实验室”走向“生产线”的关键爬坡期。
-
2025年:小试牛刀。这一年被称为“车规级电芯下线年”。多家头部电池企业和车企宣布,60Ah级别的车规级固态电芯已经下线,百兆瓦时(MWh)级的中试线正在建设或落地。这标志着技术原理已经跑通,开始进入工程化验证阶段。
-
2026年:装车路试。预计2026年,我们将看到更多搭载固态电池包的样车在路上跑。Pack(电池包)层面的技术突破将是重点,GWh级别的量产线招标可能会陆续启动。像红旗、吉利等车企都已经发布了相关的测试计划。
-
2027年:小规模量产。这是一个被广泛提及的“元年”。届时,全固态电池有望实现小规模量产,率先应用于高端车型或特定场景。高镍三元为主力,富锂锰基开始小批量验证。不过,此时的成本可能依然较高(预估在5元/Wh左右),距离普及还有距离。
-
2030年及以后:大规模商业化。只有当成本降至1.5元/Wh甚至更低,循环寿命稳定在1000次以上时,固态电池才能真正迎来爆发。高镍与富锂锰基双线并行,镍的需求量也将随之呈指数级增长。
从半固态到全固态,从高镍三元到富锂锰基,再到未来无负极技术,这是一条充满不确定性的技术演进之路。对于镍行业而言,这也不是一场短跑冲刺,而是一场漫长的马拉松。
-
技术的车轮确实在向前滚动,2026-2027年的节点日益清晰。
-
镍在电池中的重要性不仅没有降低,反而在用量(高镍化)和应用场景(富锂锰基、集流体)上得到三重拓展。
-
产业链上下游的联动更加紧密,从矿山到材料厂,再到电池巨头,大家都在为同一个未来做储备。
或许,当我们在未来某一天开着一辆续航超1000公里、充电只需10分钟的电动车时,应该记得,在那块小小的电池包里,正蕴藏着镍元素的一场静悄悄的革命。
注:本文基于行业公开资料整理,旨在科普技术趋势,不构成任何投资建议。