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錳酸鋰在電池領(lǐng)域有多重要?

來源:http://www.9742z.cn/news881979.html發(fā)布時(shí)間:2022/10/25 16:10:00

  什么是錳酸鋰


  錳酸鋰是較有前景的鋰離子正極材料之一,錳酸鋰主要包括尖晶石型錳酸鋰和層狀結(jié)構(gòu)錳酸鋰,其中尖晶石型錳酸鋰結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),如今市場(chǎng)產(chǎn)品均為此種結(jié)構(gòu)。尖晶石型錳酸鋰屬于立方晶系,F(xiàn)d3m空間群,理論比容量為148mAh/g,由于具有三維隧道結(jié)構(gòu),鋰離子可以可逆地從尖晶石晶格中脫嵌,不會(huì)引起結(jié)構(gòu)的塌陷,因而具有優(yōu)異的倍率性能和穩(wěn)定性。



  錳酸鋰,便說它是尖晶石結(jié)構(gòu),這是指它應(yīng)用在鋰電池上的晶體形狀,當(dāng)錳酸鋰不應(yīng)用于鋰電池時(shí),還有層狀結(jié)構(gòu)。相對(duì)來說,尖晶石結(jié)構(gòu)比層狀結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定(雖然基于化學(xué)特性,似乎也能想到幾何中不同形狀的穩(wěn)定性),因此實(shí)際應(yīng)用中目前還是采用尖晶石結(jié)構(gòu)。


  除了錳酸鋰,鈷酸鋰和三元鋰電池正極也都是尖晶石結(jié)構(gòu),但錳酸鋰這種尖晶石結(jié)構(gòu)與它的這兩個(gè)同類相比性格非常鮮明,即:優(yōu)缺點(diǎn)均十分突出。其優(yōu)點(diǎn)是:耐低溫、倍率性能好、制備比較容易,缺點(diǎn)是:材料本身不穩(wěn)定,需配以其它材料混合使用、高溫性能差、循環(huán)性能差、衰減快。錳酸鋰的這些缺點(diǎn)由錳的特性而來。不過,由于錳的廣泛存在,使其具有明顯的成本優(yōu)勢(shì)。


  錳酸鋰在電池領(lǐng)域的意義


  相比鈷酸鋰等傳統(tǒng)正極材料,錳酸鋰具有資源豐富、成本低、無污染、安全性好、倍率性能好等優(yōu)點(diǎn),是理想的動(dòng)力電池正極材料,但其較差的循環(huán)性能及電化學(xué)穩(wěn)定性卻大大限制了其產(chǎn)業(yè)化。


  其次,錳酸鋰電池相對(duì)于三元電池/磷酸鐵鋰電池,優(yōu)勢(shì)是價(jià)格更便宜/暫時(shí)的問題是循環(huán)次數(shù),他有幾個(gè)超級(jí)蓬勃發(fā)展的應(yīng)用場(chǎng)景。在電動(dòng)兩輪車市場(chǎng)上,錳酸鋰經(jīng)過這幾年的優(yōu)勝劣汰,已經(jīng)成為絕對(duì)霸主!電動(dòng)兩輪車的使用環(huán)境比汽車苛刻,涉水、碰撞幾率比汽車高,而經(jīng)濟(jì)上考慮,電池包成本又不能太高,用三元太貴不安全,用鐵鋰冬季掉電嚴(yán)重,充電困難。蕞終錳酸鋰成了蕞優(yōu)選擇。根據(jù)高工鋰電的統(tǒng)計(jì),錳酸鋰電池在兩輪車鋰電的占有率19年是42%,20年是45%,21年是56%。


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