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錳酸鋰電池有哪些特征?它的優點是什么?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年12月21日  

錳酸鋰的優點是倍率性能好,制備比較容易,成本較低。缺點是由于錳的溶解導致高溫性能和循環性能不佳,通過摻雜鋁和燒結造粒,高溫性能和循環引得到了很大的提高,基本上能夠滿足實際使用。總的來說,錳酸鋰電池成本低穩定性強低溫性強,高溫性能較差,衰減稍快。


  成本低、安全性和低溫性能好的正極材料,但是其材料本身并不太穩定,容易分解產生氣體,因此多用于和其它材料混合使用,以降低電芯成本,但其循環壽命衰減較快,容易發生鼓脹,高溫性能較差、壽命相對短,主要用于大中型號電芯,動力電池方面,其標稱電壓為3.7V。


  錳酸鋰有三種:1層狀錳酸鋰LiMnO2,理論容量285mA·h/g,電壓平臺4V。層狀結構難合成,不穩定,極易生成Li2Mn2O4尖晶石結構而導致電壓平臺下降,穩定性差,容量不可逆衰減等。


  2高壓尖晶石錳酸鋰LiMn2O4,理論容量148mA·h/g,電壓平臺4.15。高溫性能差,55℃以上容量衰減嚴重。也易生成Li2Mn2O4尖晶石結構而導致電壓平臺下降,穩定性差,容量不可逆衰減等。工業上錳酸鋰目前用的是這種。


  3尖晶石錳酸鋰Li2Mn2O4,電壓低(3V),容量低,循環差,都在研究如何避免這種東西產生。


  三元:為了解決層狀錳酸鋰的缺陷,通過摻雜金屬元素的方法,發明了Ni、Co(Al)取代錳的三元材料LiNiCoMnO2(LiNiCoAlO2),兼顧了鎳酸鋰的高容量高電壓、錳酸鋰的高壓高安全性,鈷酸鋰的良好循環性,同時克服了錳酸鋰鎳酸鋰合成困難且不穩定、鈷酸鋰成本高的缺點,成為了目前的主流正極材料。理論容量280mA·h/g,電壓2.7~4.2,現在實際做出來的容量在160mA·h/g左右。


  未來幾年,目前的三元在三年后基本會被淘汰,高鎳和NCA占主角。10年后估計整個三元會被淘汰,會有新型的電池體系來替代三元。


  錳酸鋰電池是指正極使用錳酸鋰材料的電池,錳酸鋰電池其標稱電壓在2.5~4.2v,錳酸鋰電池以成本低,安全性好而被廣泛使用。


  輸出電壓范圍:2.5~4.2v標稱容量:7500mAh


  標準持續放電電流:0.2C


  最大持續放電電流:1C


  工作溫度:充電:0~45℃


  放電:-20~60℃


  引線型號:國標線UL3302/26#,線長50mm白色線為10KNTC


  保護板參數:(各參數可根據客戶產品設置)


  過充保護電壓/每串4.280.025V


  過放保護電壓2.40.1V


  過流值:2~4A


  成本低、安全性和低溫性能好的正極材料,但是其材料本身并不太穩定,容易分解產生氣體,因此多用于和其它材料混合使用,以降低電芯成本,但其循環壽命衰減較快,容易發生鼓脹,高溫性能較差、壽命相對短,主要用于大中型號電芯,動力電池方面,其標稱電壓為3.7V。


  錳酸鋰主要為尖晶石型錳酸鋰尖晶石型錳酸鋰LiMn2O4是Hunter在1981年首先制得的具有三維鋰離子通道的正極材料,至今一直受到國內外很多學者及研究人員的極大關注,它作為電極材料具有價格低、電位高、環境友好、安全性能高等優點,是最有希望取代鈷酸鋰LiCoO2成為新一代鋰離子電池的正極材料。


  錳酸鋰是較有前景的鋰離子正極材料之一,相比鈷酸鋰等傳統正極材料,錳酸鋰具有資源豐富、成本低、無污染、安全性好、倍率性能好等優點,是理想的動力電池正極材料,但其較差的循環性能及電化學穩定性卻大大限制了其產業化。錳酸鋰主要包括尖晶石型錳酸鋰和層狀結構錳酸鋰,其中尖晶石型錳酸鋰結構穩定,易于實現工業化生產,如今市場產品均為此種結構。尖晶石型錳酸鋰屬于立方晶系,Fd3m空間群,理論比容量為148mAh/g,由于具有三維隧道結構,鋰離子可以可逆地從尖晶石晶格中脫嵌,不會引起結構的塌陷,因而具有優異的倍率性能和穩定性。


  如今,傳統認為錳酸鋰能量密度低、循環性能差的缺點已經有了很大改觀(萬力新能典型值:123mAh/g,400次,高循環型典型值107mAh/g,2000次)。表面修飾和摻雜能有效改性其電化學性能,表面修飾可有效地抑制錳的溶解和電解液分解。摻雜可有效抑制充放電過程中的Jahn-Teller效應。將表面修飾與摻雜結合無疑能進一步提高材料的電化學性能,相信會成為今后對尖晶石型錳酸鋰進行改性研究的方向之一。


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