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电池知识

锰酸锂材料有哪几种?它有哪些缺点?

来源:宝鄂实业    2019-05-16 19:43    点击量:

锰酸锂有三种:1层状锰酸锂LiMnO2,理论容量285mA·h/g,电压平台4V。层状结构难合成,不稳定,极易生成Li2Mn2O4尖晶石结构而导致电压平台下降,稳定性差,容量不可逆衰减等。

2高压尖晶石锰酸锂LiMn2O4,理论容量148mA·h/g,电压平台4.15。高温性能差,55℃以上容量衰减严重。也易生成Li2Mn2O4尖晶石结构而导致电压平台下降,稳定性差,容量不可逆衰减等。工业上锰酸锂目前用的是这种。

3尖晶石锰酸锂Li2Mn2O4,电压低(3V),容量低,循环差,都在研究如何避免这种东西产生。

三元:为了解决层状锰酸锂的缺陷,通过掺杂金属元素的方法,发明了Ni、Co(Al)取代锰的三元材料LiNiCoMnO2(LiNiCoAlO2),兼顾了镍酸锂的高容量高电压、锰酸锂的高压高安全性,钴酸锂的良好循环性,同时克服了锰酸锂镍酸锂合成困难且不稳定、钴酸锂成本高的缺点,成为了目前的主流正极材料。理论容量280mA·h/g,电压2.7~4.2,现在实际做出来的容量在160mA·h/g左右。

未来几年,目前的三元在三年后基本会被淘汰,高镍和NCA占主角。10年后估计整个三元会被淘汰,会有新型的电池体系来替代三元。

三元容量高,基本只有这个优点了,因为据我了解的产品中,有2.3家公司的尖晶石锰酸锂已经可以做到1000次循环,容量在115mAh/g以上,而价格只有7万多每吨。三元的价格就不用说了吧,而在倍率上,锰酸锂一直占优势,安全性就更不用说了,三元掺锰一是为了降低成本,二就是为了过安全测试。而钴的价格高昂资源匮乏,碳酸锂也涨,所以无钴的正极材料是必然趋势。哦对,锰酸锂的高温性能是个问题,三元的压实要比锰酸锂好。
尖晶石型镍锰酸锂(LiNi0.5Mn0.5O2)是一种新型的尖晶石锂电材料,能量密度可接近钴酸锂。虽然目前在循环次数上仍然存在问题,但比锰酸锂好很多,具有发展潜力。如果其电解质相关产业走向成熟,或有可能替代磷酸铁锂。