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錳酸鋰電池是一匹黑馬嗎?

鉅大LARGE  |  點擊量:5725次  |  2018年07月18日  

摘要
作為動力電池的正極材料,錳酸鋰在國內的勢頭似乎并不如三元材料和磷酸鐵鋰材料強勁,究其原因,主要是錳酸鋰電池能量密度低和循環性能差,導致電池的續航里程和使用壽命過低。但錳酸鋰電池真的就止步于此了嗎?

作為動力電池的正極材料,錳酸鋰在國內的勢頭似乎并不如三元材料和磷酸鐵鋰材料強勁,究其原因,主要是錳酸鋰電池能量密度低和循環性能差,導致電池的續航里程和使用壽命過低。但錳酸鋰電池真的就止步于此了嗎?


是材料問題還是技術問題


目前國內主營錳酸鋰動力電池的企業少之又少,絕大部分錳酸鋰電池企業的測試數據都相當難看,能量密度低于100mAh/g,常溫循環僅能達到400~500次,高溫循環則只有100~200次。在25家入選電池目錄的企業里,也只有星恒電源主營錳酸鋰電池。這樣看來,對續駛里程要求特別高的動力電池來說,錳酸鋰似乎真的不是最佳是正極材料之選。


但事實上,占全球電動汽車銷量近20%的日產聆風采用的就是錳酸鋰電池,其續駛里程可達到200公里。由此可見,錳酸鋰電池雖然受材料的性能制約,但是它有著很大的技術發展空間。


此前,廈門寶瑞天成鋰電科技有限公司就通過材料摻雜改性,無紡布隔膜應用等一系列的技術升級,成功將錳酸鋰電池單體電芯的能量密度提升至140wh/kg以上,同時,也突破了錳酸鋰電池的循環壽命低的硬傷,使其電池循環測試超過2000次以上。


錳酸鋰作為正極材料,其結構和性能不但與原料及煅燒工藝條件密切相關,合成條件的不同以及摻雜元素的種類和使用量的不同,都能使產品的電化學性能產生很大的差異。例如,表面修飾技術和摻雜技術就能改善錳酸鋰的電化學性能。因此,原材料的選擇和合成方法上的改進是提高錳酸鋰成品性能的關鍵所在。


充電20分鐘續航350公里


日前科大微龍表示,該公司正在研發一種錳酸鋰正極材料,使用這種正極材料的動力電池可以實現充電20分鐘,續航達到350公里左右的效果。


錳酸鋰主要包括尖晶石型錳酸鋰和層狀結構錳酸鋰,科大微龍采用的是層狀錳酸鋰,其產品具有很高的放電比容量和循環性能,同時具有很好的倍率性以及高溫循環穩定性,目前這種錳酸鋰正極材料正處于中試階段,如果這種材料能夠成功投產,將打破錳酸鋰電池的致命瓶頸,給動力電池產業帶來一次巨大的變革。


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??紤]到三元材料資源匱乏和磷酸鐵鋰安全性問題,有業內人士認為,從電池技術未來升級的角度來看,錳系材料會成為電池正極材料的必然選擇之一。對錳酸鋰電池材料來說,其未來將有兩個發展方向,一種是摻雜鎳的尖晶石結構材料,其克容量密度可達到140mAh/g;另一種是層狀富鋰錳基材料,其克容量可達250mAh/g。這兩種發展方向的最終成功都極其誘人,如果能實現目標,勢必會給動力電池和新能源汽車帶來突破性的進展。


錳酸鋰是研究較早的鋰電池正極材料之一,也是非常有前景的一種正極材料,相比三元材料、磷酸鐵鋰等正極材料,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,如果能解決其能量密度低和循環性能差的問題,錳酸鋰電池勢必會成為動力電池領域的一匹黑馬。隨著科技的進步,任何絕對性的認知都有可能被打破,未來錳酸鋰電池將會取得怎樣的成績,讓我們拭目以待吧!

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