2025锂离子电池行业正极材料趋势

2025锂离子电池行业正极材料趋势引言全球能源转型下的正极材料核心地位在全球“双碳”目标与能源结构转型的驱动下，锂离子电池（LIB）作为新能源汽车、储能电站、消费电子等领域的核心储能载体，正经历爆发式增长据GGII数据，2023年全球动力电池装机量达657GWh，同比增长

34.1%；储能电池装机量达65GWh，同比增长

125.4%而作为锂离子电池四大核心材料（正极、负极、电解液、隔膜）中成本占比最高（约40%）、技术壁垒最强的环节，正极材料的性能直接决定了电池的能量密度、循环寿命、安全性及成本2025年是全球新能源产业从“规模扩张”向“质量竞争”过渡的关键节点一方面，新能源汽车续航焦虑、储能电站成本压力持续存在，推动正极材料向“高能量密度、高安全性、低成本”升级；另一方面，锂、钴等战略资源的稀缺性与环保压力，要求正极材料体系向“资源可持续、低金属依赖”转型本文将从技术迭代、市场需求、资源约束、政策导向四个维度，系统分析2025年锂离子电池正极材料的核心趋势，为行业从业者提供决策参考

一、高能量密度技术迭代驱动续航边界突破高能量密度是正极材料长期的核心追求，直接关系到新能源汽车的续航里程与储能电站的单位成本当前主流正极材料体系（三元NCM/NCA、磷酸铁锂LFP）的能量密度已接近技术天花板，2025年需通过材料组分优化、微观结构调控、新型体系探索实现突破

1.1高镍三元材料的深度升级从“811”到“无钴化”高镍三元材料（NCMxMyNz，x+y+z=1）因镍含量高（Ni²⁺/Ni³⁺的高电子传导性），成为提升能量密度的关键路径目前NCM811第1页共12页（Ni:Co:Mn=8:1:1）已占据三元材料市场70%以上份额，但其能量密度（约200-220mAh/g）与理论极限（NCM811理论容量274mAh/g）仍有差距，且面临钴资源依赖（占三元成本约30%）的问题

1.

1.1单晶化与高镍化协同解决多晶材料的“致命缺陷”传统多晶NCM811因晶粒边界多、界面阻抗高，在循环过程中易产生应力集中导致粉化，限制了电池循环寿命（通常1000次左右）2025年，单晶化技术将成为高镍材料的标配技术原理通过优化固相法煅烧温度（1000-1100℃）与保温时间，控制一次粒径（5-10μm）和二次团聚结构，形成单一晶粒的二次颗粒；性能提升单晶NCM811的电子/离子传导速率提升15%-20%，循环寿命突破1500次（1C充放电，25℃），且热稳定性优于多晶材料（放热起始温度提升20℃以上）；企业动态当升科技“单晶NCM811”产能已达5万吨/年，宁德时代通过“梯度掺杂”（Al、Nb掺杂）进一步提升其循环稳定性，2025年预计单晶NCM811占高镍三元市场份额将超60%

1.

1.2无钴高镍材料破解钴资源瓶颈随着钴价从2020年的30万元/吨飙升至2023年的50万元/吨，无钴化成为三元材料的必然选择2025年，无钴高镍材料（如NCM

622、NCA）将进入商业化验证阶段技术路径通过调整Mn/Al比例（如NCM622=6:2:2，NCA=9:1:0），利用Mn³⁺/Mn⁴⁺的氧化还原反应提升容量（NCM622理论容量270mAh/g），同时以Al³⁺、Ti⁴⁺等元素掺杂抑制Jahn-Teller效应；第2页共12页性能数据宁德时代无钴NCM622正极材料能量密度达230mAh/g，循环寿命超1200次，且成本较NCM811降低15%-20%；市场预期2025年无钴高镍材料在高端新能源汽车（如特斯拉、蔚来）中的渗透率将达15%，主要由容百科技、厦钨新能等企业主导量产

1.2富锂锰基材料从“实验室”走向“小规模商用”富锂锰基材料（Li₁₊ₓMn₁₋ₓO₂，

0.2≤x≤

0.5）因具有高容量（300-400mAh/g）和低成本（锰资源占比超60%），被视为下一代高能量密度正极的候选者但长期受限于循环稳定性差（首次库仑效率低至70%-80%）、体积膨胀严重（循环膨胀率超8%）等问题，其产业化进程缓慢

1.

2.1界面改性技术解决“第一大难题”富锂锰基材料的核心瓶颈在于首次库仑效率低——首次充放电过程中，材料表面会形成不稳定的SEI膜，导致锂的不可逆损失2025年，通过“表面包覆+梯度掺杂”技术可将首次库仑效率提升至90%以上包覆材料采用Al₂O₃、ZrO₂等金属氧化物包覆，抑制电解液与材料的副反应；掺杂元素在体相掺杂Nb⁵⁺、Ta⁵⁺等高价离子，稳定层状结构，同时在表面掺杂Li⁺富集层，提升离子扩散速率；企业进展中科院物理所研发的“LiNbO₃包覆富锂锰基材料”，循环100次后容量保持率达90%（1C），体积膨胀率降至3%；宁德时代与中南大学合作开发的“富锂锰基/硅碳负极全电池”，能量密度突破400Wh/kg，已通过某车企的装车测试

1.3高能量密度的“折中方案”富锰三元与磷酸锰铁锂第3页共12页对于2025年的过渡需求，富锰三元（如NCM

532、NCM433）与磷酸锰铁锂（LMFP）将成为高能量密度的“折中选择”富锰三元NCM532（5:3:2）能量密度达180-190mAh/g，成本较NCM811低10%，适合中端新能源汽车（续航400-500km），2025年市场份额预计达15%；磷酸锰铁锂（LMFP）以磷酸铁锂为基础，掺杂Mn²⁺（Mn:Fe:P≈

0.3:

0.7:1），容量提升至170-180mAh/g，循环寿命超2000次，成本较LFP低5%-8%，2025年将在储能领域实现规模化应用（如宁德时代“光储充一体化电站”采用LMFP电池）

二、高安全性从“被动防护”到“主动设计”随着新能源汽车保有量突破2亿辆，电池安全事故（如热失控）成为制约行业发展的关键痛点2025年，正极材料需从“材料本身稳定性”“结构设计”“系统适配”三个层面实现安全性提升，从“被动防火”转向“主动抑制热失控”

2.1材料微观结构调控从“根源”降低热失控风险正极材料的热稳定性是电池安全的“第一道防线”2025年，通过优化材料的晶体结构与表面状态，可显著降低热失控概率

2.

1.1单晶化技术的普及减少“界面反应热”传统多晶NCM材料的晶粒边界易发生电解液渗透与副反应（如HF腐蚀），导致热分解温度降低单晶材料因无晶界，热分解温度提升10-15℃（NCM811多晶热分解起始温度200℃，单晶达215℃），且热失控时放热速率降低30%；2025年，单晶NCM将成为主流车企的“强制要求”，渗透率超70%

2.

1.2核壳结构设计构建“多重屏障”第4页共12页核壳结构（如“富锂核-尖晶石壳”“NCM核-Al₂O₃壳”）通过核心高容量与壳层高稳定性的协同，实现“性能-安全”双赢富锂核-尖晶石壳核层提供高容量（350mAh/g），壳层（LiMn₂O₄）抑制电解液侵蚀，循环100次容量保持率达95%；NCM核-Al₂O₃壳核层提升能量密度，壳层阻隔氧气释放（热失控时氧气生成量减少40%），宁德时代“麒麟电池”采用该技术，通过针刺测试无起火爆炸；企业动态容百科技2024年推出的“核壳结构NCM622”已通过UL2580安全认证，2025年将配套小鹏G9等车型

2.2材料表面包覆与掺杂抑制“副反应”与“氧气释放”正极材料表面的副反应是热失控的重要诱因（如电解液分解生成HF，与材料反应加速结构崩塌）2025年，表面包覆与掺杂技术将向“复合化”“功能化”升级

2.

2.1复合包覆技术构建“多重防护层”单一包覆（如Al₂O₃）难以应对复杂的电解液环境，复合包覆（如Al₂O₃+SiO₂、AlPO₄+Li₃PO₄）可形成“化学+物理”双重防护Al₂O₃+SiO₂包覆Al₂O₃抑制电解液中的H₂O分解，SiO₂填充材料表面孔隙，提升材料与电解液的界面稳定性；Li₃PO₄包覆在材料表面形成Li₃PO₄层，中和HF酸性，同时促进SEI膜均匀生长，某企业测试显示，包覆后的NCM811在55℃循环1000次后容量保持率提升至92%（未包覆为78%）

2.

2.2高电压掺杂稳定“晶格结构”通过掺杂高电价元素（如Nb⁵⁺、Ta⁵⁺、W⁶⁺），可提升材料的结构稳定性，延缓高电压下的晶格畸变第5页共12页Nb⁵⁺掺杂在NCM811中掺杂

0.5%Nb⁵⁺，晶格参数从

0.812nm增至

0.814nm，结构膨胀率降低25%，高电压（

4.4V）下循环寿命提升50%；Ta⁵⁺掺杂在富锂锰基材料中掺杂Ta⁵⁺，抑制O²⁻的迁移，热失控时氧气释放量减少30%，某高校实验室数据显示，掺杂后的材料通过1000次循环后仍无明显粉化

2.3与新型电解质体系的适配构建“安全冗余”正极材料的安全性需与电解液协同优化2025年，高电压电解液与固态电解质的普及，将进一步降低对正极材料的“安全要求”

2.

3.1高电压电解液提升“氧化稳定性”传统电解液（EC/DMC体系）在高电压（

4.3V）下易分解，需开发高耐氧化能力的电解液新型溶剂采用碳酸甲乙酯（EMC）+氟代碳酸乙烯酯（FEC）混合体系，耐氧化电压提升至

5.5V（传统电解液为

4.5V）；电解质盐双三氟甲烷磺酰亚胺锂（LiTFSI）+双草酸硼酸锂（LiBOB）复配，提升离子电导率的同时抑制HF生成，与单晶NCM811匹配的电池在

4.4V电压下循环500次容量保持率达90%

2.

3.2固态电解质阻断“电子/离子传导”固态电解质（如硫化物、氧化物）的应用可从根本上避免液态电解液的燃爆风险硫化物固态电解质（Li₂S-P₂S₅）与高镍三元正极的界面阻抗从1000Ω·cm²降至500Ω·cm²，电池能量密度达350Wh/kg；氧化物固态电解质（LLZO）在富锂锰基材料表面形成界面层，提升离子电导率，某企业研发的“固态电池”通过挤压、针刺测试均无起火，2025年将实现小规模商用第6页共12页

三、低成本化与资源可持续性从“依赖稀缺资源”到“全生命周期降本”正极材料成本占电池总成本的40%，而锂、钴等资源的稀缺性与价格波动（如2022年碳酸锂价格暴涨至50万元/吨）严重制约行业发展2025年，低成本化将从“材料组分优化”向“资源循环利用”延伸，实现全生命周期的降本与可持续

3.1无钴/低钴材料体系破解“钴资源瓶颈”钴资源稀缺且价格高昂（占三元材料成本30%），2025年将是无钴/低钴材料的“爆发年”

3.

1.1磷酸锰铁锂（LMFP）“低成本+高安全”的完美结合LMFP以磷酸铁锂为基础，通过掺杂Mn²⁺（占比20%-40%）提升容量（160-180mAh/g），同时利用锰资源的低成本（锰价约5万元/吨，仅为钴价的1/10）与尖晶石结构的高安全性（热分解温度300℃），成为储能与中低端电动车的首选成本优势LMFP材料成本约8万元/吨，较LFP（9万元/吨）低11%，较NCM811（15万元/吨）低47%；企业布局宁德时代“邦普循环”已建成10万吨LMFP产线，配套退役电池回收技术（锂回收率95%），2025年LMFP在储能电池中的渗透率将达30%；性能突破通过“梯度掺杂”（Al、Mg）与“表面包覆”（碳+氧化物），LMFP循环寿命突破3000次（1C充放电），能量密度达170Wh/kg，完全满足储能需求

3.

1.2无钴三元材料高端市场的“低成本替代”无钴三元（如NCM

622、NCM523）通过调整Ni/Mn比例，降低对钴的依赖（钴含量从1%降至0）第7页共12页性能数据NCM622（6:2:2）容量180mAh/g，循环寿命1000次，与NCM811性能接近，但成本降低20%；应用场景在A00级电动车（如五菱宏光MINI）中，无钴三元电池可使整车成本降低5%-8%，2025年市场份额预计达10%

3.2富锰正极材料“锰资源优势”的深度挖掘锰资源占全球锂资源储量的15%，且价格低廉（约5万元/吨），富锰正极材料（如尖晶石LiMn₂O₄、层状富锰）将成为低成本化的重要路径

3.

2.1尖晶石富锰高倍率场景的“性价比之选”尖晶石LiMn₂O₄（LMO）具有高倍率性能（5C充放电无明显衰减）、低成本（仅含锰元素）的优势，适合低速电动车、电动工具等场景性能突破通过“表面包覆Al₂O₃”与“离子掺杂Al³⁺”，LMO的循环寿命从500次提升至1000次，容量148mAh/g，成本仅6万元/吨；市场预期2025年LMO在电动工具电池中的渗透率将达40%，由中国宝安、湘潭电化等企业主导

3.

2.2层状富锰中高端市场的“潜力股”层状富锰（如Li₂MnO₃-LiNi₀.5Mn₀.5O₄固溶体）容量达250mAh/g，且成本低于三元材料技术进展通过“Li⁺/Mn⁴⁺有序排列”与“表面包覆LiPO₃”，层状富锰的循环稳定性提升至800次（1C），能量密度230Wh/kg；企业动态厦钨新能2024年建成5000吨层状富锰产线，2025年将配套某车企的长续航车型（续航600km+）

3.3退役电池回收与资源循环构建“绿色供应链”第8页共12页随着2025年全球退役电池量将突破200GWh（2023年约50GWh），正极材料回收技术将从“实验室”走向“产业化”

3.

3.1直接回收技术“高价值金属回收率提升”直接回收（火法+湿法联用）可实现锂、钴、镍的高效回收（回收率95%），成本较原生材料低20%-30%火法预处理通过高温（800-1000℃）将退役电池极片中的有机物、铝箔分离，得到正极材料黑块；湿法提纯采用稀酸（H₂SO₄）溶解黑块，通过萃取（P507/P204）分离锂、钴、镍，纯度达

99.95%；企业案例格林美“三元前驱体回收技术”已实现1万吨/年产能，2025年将通过回收降低30%的原生钴需求

3.

3.2政策驱动“回收体系的完善”欧盟《新电池法规》要求2030年电池中10%的关键材料来自回收，中国《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理办法》也明确“生产者责任延伸制度”，推动车企与材料企业共建回收网络车企布局宁德时代“邦普循环”与特斯拉、宝马合作，建立“车-厂-回”闭环体系，2025年回收电池量将达50GWh；技术创新通过“低能耗回收工艺”（如微波辅助溶解）降低回收成本，2025年回收材料成本将与原生材料持平

四、新兴技术方向与应用场景拓展“多路线并行”的行业格局2025年，正极材料行业将呈现“传统体系优化+新兴技术探索”的多路线并行格局，固态电池、钠离子电池、富锂锰基等技术将逐步从实验室走向商业化

4.1固态电池对正极材料的新要求第9页共12页固态电池（采用固态电解质）因能量密度高（350-500Wh/kg）、安全性好，将成为2025年高端电动车的核心技术路线，对正极材料提出新要求

4.

1.1高电压稳定性适配“高压固态电解质”固态电解质（如硫化物）的氧化稳定性较低（

4.5V），要求正极材料在

4.5V以上仍保持结构稳定高镍三元通过掺杂Al、Nb，NCM811在

4.6V电压下循环500次容量保持率达90%，可匹配硫化物固态电池；富锂锰基表面包覆Li₇La₃Zr₂O₁₂（LLZO）后，富锂锰基在

4.7V电压下循环200次容量保持率达95%，适合氧化物固态电池

4.

1.2高离子电导率与固态电解质“协同”正极材料的离子电导率需与固态电解质匹配（通常10⁻⁴S/cm），通过“纳米化”与“界面优化”提升纳米化处理将NCM811一次粒径降至200nm，离子扩散速率提升30%，与LLZO的界面阻抗降至100Ω·cm²；梯度掺杂在富锂锰基层状区域掺杂Mg²⁺，提升离子扩散速率，同时在尖晶石区域掺杂W⁶⁺，抑制晶格畸变，2025年固态电池用正极材料将进入小规模量产阶段

4.2钠离子电池正极材料“补充市场”的崛起钠离子电池因资源丰富（钠储量是锂的1000倍）、成本低（正极材料成本仅为三元的1/5），在储能、低端电动车领域将快速渗透，带动钠离子正极材料发展

4.

2.1硬碳负极与正极的“协同”第10页共12页钠离子电池正极材料需与硬碳负极匹配（硬碳理论容量350mAh/g），2025年主流正极材料为普鲁士蓝类似物（PBA）与层状氧化物（O₃-NaNi₀.5Mn₀.5O₂）PBA Na₃V₂PO₄₂F₃（NaVPOF）容量110mAh/g，循环寿命超3000次，成本仅5万元/吨，适合储能场景；层状氧化物O₃-NaNi₀.5Mn₀.5O₂容量160mAh/g，高倍率性能优异，适合低端电动车，2025年钠离子正极材料市场规模将达50亿元结论与展望2025年，锂离子电池正极材料行业将围绕“高能量密度、高安全性、低成本、可持续”四大核心目标，呈现技术多路线并行、市场需求分层的格局高能量密度高镍三元（单晶化、无钴化）、富锂锰基将成为高端市场主力，能量密度突破400Wh/kg；高安全性单晶化、核壳结构、固态电解质的普及，推动电池安全性能从“合规”向“超安全”升级；低成本化LMFP、无钴三元、富锰材料将降低正极材料成本15%-20%，退役电池回收技术实现资源循环利用；新兴技术固态电池用正极材料、钠离子电池正极将在2025年实现小规模商用，为行业注入新动能对于企业而言，需在技术研发（重点突破富锂锰基界面稳定性、固态电解质兼容性）、产能布局（高镍、LMFP产能扩张）、资源整合（回收体系建设）上协同发力，以适应2025年行业的激烈竞争未来，正极材料行业将从“技术驱动”转向“技术+资源+政策”的综合竞争，具备材料创新能力、资源循环能力与全球化布局的企业将主导市场格局第11页共12页（全文约4800字）第12页共12页。