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电池知识

锂电池三元材料和锰酸锂电池之间的区别是什么?

来源:宝鄂实业    2019-05-16 21:47    点击量:
目前了解:1.三元材料一致性好,寿命相对长。
2.锰酸锂容量大(同体积) 放电均压高
他们之间还有那些优缺点,简言意骇即可不用引用太多

锰酸锂电池可以减少稀缺的钴元素,而三元锂电池必须采用钴元素。

在三元和铁锂体系展开动力锂电池主流战场角逐的同时,锰酸锂电池做为市场关注较少的锂电池体系开始了市场的侵蚀,其依托于成本优势和性能的提升,面对铁锂为主的新能源客车市场发起了冲击。

1、前三批动力电池目录锰酸锂配套数量为第三大电池体系

前三批新能源推广车型目录中合计发布1328款产品,其配套动力电池中,磷酸铁锂依旧作为最主流的配套电池体系,其应用车型占比数量达到55%;三元锂电池应用车型占比为25%,由于其能量密度及成本控制与政策规划的契合度较高,被认为是未来主流动力电池应用体系;而此前市场关注较少的锰酸锂电池体系,前三批配套车型占比达到16%,亦成为一支不容忽视的力量。

2、锰酸锂已作为主流纯电动车型的另一大应用体系

在前三批新能源推广车型目录中,锰酸锂的应用体系仍以插电混动为主要的应用领域,不容忽视的是以锰酸锂为主要应用的纯电动客车车型拥有36个,在锰酸锂配套的车型中占比达到17%。将锰酸锂应用到纯电动客车车型中最多的北汽新能源,其次是厦门金龙和南车,此外,中通、宇通、扬子江、安凯、申龙、亚星等都在纯电动客车车型中开始锰酸锂的应用。

3、锰酸锂拥有较强的价格优势

在新能源汽车补贴退坡与市场化推广的双重作用下,三大动力锂电池体系中,锰酸锂拥有的价格优势将表现的尤为明显。

三元材料价格在经历了钴价疯涨后,虽有回落,但仍处在18-19万元/吨的高位,由于市场对三元材料拥有较高的预期和产能的有限释放,该价格会有调整,但仍将维持在高位运行;主流磷酸铁锂市场价格维持在8.5万元/吨左右,相较年前已下跌2万/吨,跌幅达20%,受新能源汽车补贴政策及目录的影响较大;再回来看锰酸锂,由于前端矿山材料供应充分,其材料价格不过5万元/吨,对其影响最大的碳酸锂,随着青海锂矿产能的释放,未来锰酸锂价格波动不大可期。

4、锰酸锂性能指标优异,与政策结合度高

在公布的前三批新能源推广车型目录中,纯电动客车配套的锰酸锂电池能量密度均超过了115wh/kg,一改此前市场锰酸锂能量密度低的观点,而起点研究(SPIR)通过对盟固利、星恒、亿鹏等几家锰酸锂电池企业的调研,发现锰酸锂电池的SOC循环能达到2000C,与三元体系相差无几。而在政策对能量密度和快充性能的双重要求下,锰酸锂电池具备的功率性能、放电倍率性能、低温性能好、电压频率高的特点亦能够充分满足市场需求。

1、LMO没有贵金属,价格相对较低;而NCM受困于钴价高企,价格高(高镍材料能降BOM成本,但是工艺成本增加)。

2、LMO电压平台高,~3.75~3.8V,NCM电压平台低,3.6~3.7V

3、LMO尖晶石结构,安全性相对好一些;NCM层状结构,容易锂镍混排,安全性差(Ni%越高越差)

4、最关键的克容量上,LMO较低,NCM较高。具体参考 

的回答

 

5、LMO高温性能特别差,所以,工业用法都是LMO掺杂三元。典型的如LMO:NCM=7:3(低成本,电动自行车),5:5or3:7,物流车

6、加上LFP后,整体成本:纯LMO<LFP≤LMO混NCM<NCM

7、寿命一般

锰酸锂的特点,比较适用于:①成本敏感;②能量密度有一定的要求;③安全性要求不高 的领域,如电动自行车,低速车等

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。