MG4 半固态电池什么来头？
富锂锰基正极为电池的低温放电和低温快充性能均提供了保障：零下20度，25-100%SOC，整车功率不受限；零下20度，10-80%SOC，快充时间在43.2分钟内实现；零下20度，1C的放电倍率容量保持率大于100%，能量保持率大于91%。同时，5%的电解液含量也帮助富锂锰基正极实现了常温1C充放超过3000次的优秀循环性能。
然而，搭载该款电池的车型价格尚未确定，需要等到9月才会公布，而交付时间估计在今年年底。
从懂车帝的信息来看，已经确定价格的车型所用的电池均来自瑞浦兰钧，化学体系为磷酸铁锂。理论上富锂锰基电芯的价格会在磷酸铁锂和三元之间，加之富锂锰基的高电压和半固态的安全属性，如果首批量产的半固态电池可以把价格打下来，真的算是为消费者谋福利了，甚至有可能为统治动力电池市场已久的磷酸铁锂和三元电池，带来一些冲击。
那么为什么上汽选择了富锂锰基作为率先量产的半固态电池正极材料？
我们先来简单了解一下富锂锰基材料的基本信息。
富锂锰基材料是一种具有高比容量和高放电电压的锂离子电池正极材料，其化学通式为xLi2MnO3·(1-x)LiTMO2（其中TM代表镍Ni、钴Co和锰Mn等过渡金属）。这种材料的特殊之处在于其层状晶体结构中包含过渡金属和氧的氧化还原反应，这使得它能够提供超过250 mAh/g的可逆比容量，甚至在理论上可以达到350 mAh/g以上，同时具有接近5V的高截止电压，显著提升了能量密度。
充放电机理
在首次充电过程中，富锂锰基材料经历了两个显著阶段：
1. 在4.5V以下，主要发生LiNiaCobMncO2相中的Co3+/4+和Ni2+/4+氧化以及Li+脱出。
2. 在4.5V处，较长的平台对应于Li2MnO3相的O2-氧化和Li+脱出，这是由于阴离子氧化还原反应的贡献。
电化学性能挑战
尽管富锂锰基材料具有高容量和高电压的潜力，但它们面临着一些挑战：
首次不可逆容量损失：首次充电时有较多不可逆反应，尤其是表层O的氧化和脱出。
电压衰减：在循环过程中，材料的电压会逐渐下降，影响能量密度的保持。
氧析出：阴离子氧化还原反应导致的氧析出会破坏材料的结构，影响循环稳定性。
倍率性能差：由于离子导电率较低，材料在大电流下的表现不佳。
循环寿命：锰离子溶出，Jahn-Teller效应。
改性研究
为了克服上述问题，研究者们采取了多种改性方法：
制备工艺优化：包括固相法、溶胶-凝胶法、共沉淀法等，以控制材料的结晶性、晶粒大小和形貌。
表面修饰：通过包覆（如石墨烯、碳纳米管、Li3PO4等）和物理化学处理来改善电导率和稳定性。
离子掺杂：引入F、Cl、Na、K、Al、Ti、Sn等元素，以调节电子结构，提高电化学稳定性和倍率性能。
阴离子掺杂：利用(BO3)3-和(BO4)5-等聚阴离子来调节电子结构，增强阴离子氧化还原反应。
商业化进展
尽管富锂锰基材料在实验室中展现出巨大潜力，但其商业化仍面临技术挑战。一些公司如江特电机、当升科技等在该领域取得了一定进展，但大规模量产和应用还需解决循环稳定性、电压衰减等问题。
全固态电池应用
在全固态电池领域，富锂锰基材料的研究也取得了突破，如清华大学张强教授团队通过在表面键合亚硫酸盐，改善了LRMO材料的界面传输，提升了ASSB的循环稳定性和容量保持率。
在上汽清陶的解决方案里，结合正极片表面致密的固态电解质层的保护，大幅抑制了液态电解液中锰离子溶出的Jahn-Teller效应，有效提升了使用寿命。同时，上汽清陶的专利《复合正极活性材料及其制备方法、正极、全固态电池》中也提及了复合正极的技术，即通过富锂锰基材料的表面包覆LiNbO2F材料，可以提升活性材料在高电压下的稳定性，改善固态电池的循环性能，同时降低电池的内阻。
