重點先講：電池界一直有個兩難：要便宜選 LFP 磷酸鐵鋰，要跑得遠選 三元鋰（NMC/NCA）。GM 10/21 在 GM Forward 發表會端出第三條路：第四代電動車平台將用 LMR 富錳電池（lithium manganese rich），號稱全球第一款量產 LMR。下面拆四件事：配方換了什麼、電壓衰減為什麼是死穴、20% 效率對電池容量的意義，以及方形電芯帶來的結構帳。文中的車款耗電、容量與重量換算是我自己的假設與示意算術，不是 GM 數據。
發生了什麼：GM 第四代平台與 LMR 電池
- 10/21 GM Forward（紐約）：第四代平台結合 LMR 方形電芯、新驅動單元與中央運算架構；GM 說每 kWh 能多跑約 20% 里程。電芯由 GM 與 LG Energy Solution 合資的 Ultium Cells 在田納西 Spring Hill 生產。
- 官方數字：LMR 能量密度比 LFP 高 33%、成本相當；驅動單元零件數少 40%；線束少 30%；開發時用電腦模擬超過 30 萬種電池設計，從第一個電池包概念到正式立案只花一個月。
- Car and Driver 補充：GM 主管 Zach Walker 說第四代車重約輕 15%、風阻係數低 25%、新驅動單元效率高 20%，合起來約可少用 20% 電池容量。GM 沒有公布電池包 kWh、每 kWh 成本、首發車款與上市日期。
一句話看懂 LMR：它是層狀氧化物正極（跟三元鋰同家族），但在晶格裡多塞了鋰、用大量錳取代鎳和鈷。多出來的鋰讓容量變高，錳讓材料變便宜；代價是第一次充到高電壓時晶格會「重組」，之後電壓慢慢往下掉。
工程重點 1：LMR 配方，用錳換掉鎳和鈷
GM 自己給的對照很直白：典型高鎳電芯大約是 鎳 85%、錳 10%、鈷 5%；LMR 大約是 鎳 35%、錳 65%、鈷幾乎為零（TechCrunch、WIRED 引述的範圍是錳 60–70%、鎳 30–40%、鈷 0–2%）。錳比鎳、鈷便宜也好取得，這是 LMR 能喊出「LFP 的價格」的底氣。能量密度方面，GM 說比 LFP 高 33%，Car and Driver 的說法是接近現在的 NMCA。換句話說，LMR 想站在 LFP 跟三元鋰中間，吃兩邊的好處。GM 沒說這 33% 是重量能量密度還是體積能量密度，這點後面算帳時要小心。
工程重點 2：電壓衰減，富錳正極卡關十幾年的死穴
LMR 的高容量來自晶格裡的 Li₂MnO₃ 成分。美國能源部的「Deep Dive」研究整理過：第一次充電時，約 4 V 先從一般層狀區拔出鋰，到了約 4.45 V 以上 Li₂MnO₃ 區才被「活化」，靠氧參與氧化還原多吐出鋰；Argonne 的同步輻射實驗在約 4.46 V 觀察到晶格應變與氧釋放。問題是活化後晶格不穩，錳離子會遷移到鋰層，局部結構慢慢變成能量較低的排列，於是每圈放電電壓都往下掉一點，這就是電壓衰減。2017 年的模擬研究甚至寫，衰減要壓到約 0.1 mV／圈 這個等級才適合車用，並建議把上限電壓限制在約 4.6 V 以下。GM 說已和供應商用專有摻雜、表面塗層、顆粒工程與製程改良解決，壽命可比照現行高鎳電芯，但目前沒有公開的循環曲線可以核對。
工程重點 3：每 kWh 多跑 20%，電池能少多少？
「多跑 20%」跟「少用 20% 電池」不完全是同一件事。同樣里程下，需要的電量是 1 ÷ 1.2 ≈ 0.83，也就是少約 17%；Car and Driver 引述的「約 20%」是取整後的說法。舉例（作者假設）：一台中型休旅要跑 300 英里，假設現在每 kWh 跑 3.3 英里，需要約 91 kWh；效率提升 20% 後只要約 76 kWh。再疊上 LMR 比 LFP 高 33% 的能量密度（假設是重量密度），同電量的電芯重量是 1 ÷ 1.33 ≈ 0.75；兩者相乘約 0.63，代表電芯重量可能比「同里程、用 LFP、舊效率」的設計少三成多。這是示意算術，沒算電池包結構、冷卻和安全餘裕。
工程重點 4：方形電芯，把模組和零件砍掉
現行 Ultium 用的是軟包（pouch）電芯，LMR 改成方形（prismatic）硬殼。GM 2025 年的說明是：方形電芯讓模組零件減少 75%、整包零件減少 50%，非活性材料比例也跟著下降。硬殼本身能承受一部分結構與膨脹應力，電池包就不必再用那麼多支架和緩衝件。BMS 也有新功課：層狀氧化物的放電曲線本來就比 LFP 傾斜，用電壓估電量比 LFP 容易；但如果電壓會隨老化往下飄，電量估算的對照表就得跟著修正，否則儀表上的剩餘里程會越用越不準（這段是我的工程推論）。
還缺什麼／待核
- GM 沒公布電池包 kWh、每 kWh 成本、循環壽命曲線，也沒有第三方的電壓衰減測試。
- 首發車款說法不一：Car and Driver 說先上全尺寸電動皮卡，InsideEVs 引述發言人說是跨界休旅，Bloomberg 說約三年內推出主流電動休旅。
- 33% 是重量還是體積能量密度未說明；本文 3.3 英里／kWh、300 英里與 0.63 倍重量都是作者假設。
相關影片：三元鋰、LFP 與電池成本
如果 2028 年真的有一台用 LMR、價格跟 LFP 車差不多、但多跑兩三成的電動車，你會買嗎？還是在看到十萬公里的電壓衰減數據之前，你寧可先選成熟的 LFP？留言聊聊。
更多電池材料與製程的白話拆解（例如乾式電極），可以到我的 FB 粉專「PLC」看看：乾式電極到底神在哪？用「做千層酥皮」看懂電池製程革命（粉專首頁）。
手邊就能觀察的鋰電池：行動電源與 USB 電表
LMR 的關鍵字是「電壓」。想親手看看鋰電池的電壓、電流怎麼隨電量變化，一顆行動電源加一個 USB 電表就能玩：
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【USB電表 1】FNIRSI FNB-C2 USB PD 3.1 Type-C 快充測試儀 電壓電流表
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