關(guān)于錳酸鋰電池能量密度及其制約應(yīng)用的因素解析

在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天，各種各樣的高科技出現(xiàn)在我們的生活中，為我們的生活帶來便利，那么你知道這些高科技可能會含有的錳酸鋰電池嗎?錳酸鋰是以EMD(一種原材料，曾用作無汞堿錳電池專用材料)和碳酸鋰(亦為原料)，配合相應(yīng)的添加物，經(jīng)過混料、燒結(jié)等步驟生產(chǎn)而成。

除了鋰錳氧化物之外，鋰鈷氧化物和三元鋰電池正極也都是尖晶石結(jié)構(gòu)，但鋰錳氧化物的尖晶石結(jié)構(gòu)與它的兩個對應(yīng)物相比非常有特色，即：優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)都非常突出。它的優(yōu)點(diǎn)是：耐低溫，良好的速率性能以及易于制備。缺點(diǎn)是：材料本身不穩(wěn)定，需要與其他材料混合，高溫性能差，循環(huán)性能差，衰減快。錳酸鋰的這些缺點(diǎn)來自于錳的特性。但是，由于錳的廣泛存在，其具有明顯的成本優(yōu)勢。

由于錳酸鋰材料具有這種獨(dú)特的特性，人們可以利用其優(yōu)勢并消除其缺點(diǎn)，從而使錳酸鋰電池可用于不同的領(lǐng)域，通常被稱為A型和B型兩種用途。A型是指功率電池，注重安全性和循環(huán)性能。要求可逆容量為100?115mAh / g，500次循環(huán)后可保持80%的容量。 B型主要用于高容量的消費(fèi)電子產(chǎn)品(移動電話)。一般要求是可逆容量為120mAh / g，但循環(huán)性能只要求300至500次后將容量保持在60%。

制約錳酸鋰電池應(yīng)用的因素

錳酸鋰材料用作電池中的負(fù)極材料。由于其自身的特性，材料和電解質(zhì)易于相互作用，并且在充放電循環(huán)反應(yīng)期間會發(fā)生氣體逸出。因此，普通的錳酸鋰電池容易發(fā)生脹氣，會導(dǎo)致電池芯鼓脹，電性能也會大大降低，從而大大縮短了錳酸鋰電池的理論循環(huán)壽命。測試數(shù)據(jù)表明，普通鈦酸鋰電池在約1500-2000次循環(huán)后會發(fā)生脹氣，導(dǎo)致無法正常工作，這也是限制錳酸鋰電池大規(guī)模應(yīng)用的重要原因。

錳酸鋰電池的性能提高是單一材料性能提高和各種關(guān)鍵材料有機(jī)結(jié)合的綜合體現(xiàn)。為了滿足快速充電和長壽命的要求，除了負(fù)極材料之外，鋰電池的其他關(guān)鍵原材料(包括正極材料，隔膜和電解液)，加上特殊的工程工藝經(jīng)驗(yàn)，最終形成了沒有脹氣的鈦酸鋰LpTO電池產(chǎn)品，并首先實(shí)現(xiàn)了在電動客車上的大規(guī)模應(yīng)用。

測試數(shù)據(jù)表明，在6C充電，6C放電和100%DOD的條件下，鈦酸錳酸鋰LpTO電池的循環(huán)壽命超過25000次，剩余容量超過80%，并且電池不會產(chǎn)生脹氣明顯。影響其生命;快速充電純電動客車的實(shí)際應(yīng)用也表明，組裝好電池后，電氣性能也相當(dāng)出色，可以保證純電動客車的日常商業(yè)運(yùn)行。

從物理角度來看，材料的費(fèi)米能級決定其工作平臺電壓。當(dāng)使用石墨作為負(fù)極時，鋰與金屬之間的差為0.2伏，因此磷酸鐵鋰電池的工作電壓為3.2V，而鈷酸鋰電池的工作電壓為3.6伏。錳酸鋰為3.8V。鋰鎳錳氧化物用鎳替代了四分之一的錳。鎳的價態(tài)可以改變。有什么作用?電壓平臺的增加高于磷酸鐵鋰和三元鋰的增加。電池具有優(yōu)勢。眾所周知，在當(dāng)今的后補(bǔ)貼時代，磷酸鐵鋰電池對于新能源汽車和儲能應(yīng)用而言變得越來越有價值。最后，當(dāng)市場開始擁有最終決定權(quán)而不是補(bǔ)貼時。

每個人都知道磷酸鐵鋰電池的價值。目前，磷酸鐵鋰鋰電池的最高比能可以達(dá)到180Wh / Kg，電池組可以達(dá)到150Wh / Kg。最近，公交電池項(xiàng)目可以更努力地達(dá)到200Wh / Kg。 ，系統(tǒng)需要為170Wh / Kg，這很有趣，然后就價格了，單節(jié)電池的價格是0.6?0.7元，非常便宜。再加上使用壽命長，安全性高，三元如何與鐵鋰競爭?因?yàn)榕c鐵鋰相比，使用了相同的石墨負(fù)極，并且電池電壓從3.2伏特上升到4.5伏特，增加了40%以上。盡管材料的比容量略低于鐵鋰的比容量，但是材料密度高于鐵鋰的比容量。它要高得多。相同尺寸的電池容量不低于鐵鋰電池，但電壓增加了40%以上。這是什么意思?這意味著它的能量密度比鐵鋰電池高40%以上，這不會損失三元，而且成本也比鐵鋰電池低。

以上就是錳酸鋰電池的一些值得大家學(xué)習(xí)的詳細(xì)資料解析，希望在大家剛接觸的過程中，能夠給大家一定的幫助，如果有問題，也可以和小編一起探討。