摘要：正負極材料是電池性能與成本的核心決定因素。本文從材料工藝、成本控制、綠色制造等維度，解析正負極材料生產如何支撐新能源汽車的可持續發展。

一、正極材料：高能量密度的“技術競賽”

正極材料占電池總成本的35%，主流路線包括磷酸鐵鋰（LFP）與三元材料（NCM/NCA）。磷酸鐵鋰憑借低成本、高安全性與長循環壽命（＞3000次）占據60%市場份額，但能量密度（160-180Wh/kg）低于三元材料（200-250Wh/kg）。為提升能量密度，企業通過摻雜改性（如添加鎂、鋁元素）與納米化技術（將顆粒尺寸縮小至100納米以下）提高鋰離子擴散速率，使磷酸鐵鋰能量密度突破200Wh/kg。

三元材料則向高鎳化發展。寧德時代推出的NCM811材料鎳含量達80%，能量密度提升至280Wh/kg，但需解決金屬離子混排與熱穩定性問題。其解決方案包括：采用單晶高鎳材料抑制相變，通過碳包覆技術形成導電網絡，將循環壽命從1500次提升至2500次；開發高電壓電解液（如4.4V體系），通過添加成膜添加劑（如氟代碳酸乙烯酯）在正極表面形成穩定SEI膜，防止電解液分解。

二、負極材料：硅基負極的“商業化突圍”

負極材料占電池總成本的12%，石墨負極因理論容量（372mAh/g）接近極限，硅基負極成為下一代技術方向。硅理論容量達4200mAh/g，但充放電時體積膨脹率高達320%，導致活性物質脫落與SEI膜反復生成。貝特瑞通過硅碳復合技術，將硅顆粒分散在碳基體中，使體積膨脹率降至10%以內，并實現量產供貨；杉杉股份則開發硅氧負極，通過氧化亞硅（SiO）與碳復合，利用SiO的預鋰化特性減少首次充放電容量損失，將首次效率從70%提升至85%。

硅基負極的商業化還需解決成本問題。當前硅碳負極成本約20萬元/噸，是石墨負極的3倍。企業通過規?；a與工藝優化降低成本：例如，璞泰來采用化學氣相沉積（CVD）技術，在石墨表面沉積納米硅層，減少硅用量；翔豐華則開發“硅-石墨-碳納米管”三維導電網絡，通過碳納米管提高電子導電性，降低硅含量。

三、綠色制造：碳中和的“材料實踐”

正負極材料生產需向綠色低碳轉型。例如，贛鋒鋰業采用干法工藝制備磷酸鐵鋰，通過機械研磨替代傳統濕法工藝的溶劑使用，減少廢水排放與能耗；中創新航在負極材料生產中引入輥壓成型技術，通過高壓輥壓使石墨層間距縮小，提高鋰離子擴散速率，同時減少石墨化環節的能耗（石墨化占負極生產總能耗的60%）。

此外，企業通過回收廢舊電池中的正負極材料實現資源循環。例如，格林美開發“帶電破碎-濕法冶金”技術，可回收鋰、鈷、鎳等金屬的純度達99.5%以上，每噸回收材料可減少碳排放3噸；華友鈷業則與車企合作建立“電池回收-材料再生”閉環，將回收的鎳、鈷金屬直接用于新電池生產，使資源利用率提升至95%。