鉅大LARGE | 點擊量:8892次 | 2019年03月16日
簡要介紹錳酸鋰電池
錳酸鋰電池是一類鋰離子電池,對于鋰離子電池的分類,因其負極基本上是碳原料,故業內主要的分類方式是由鋰離子電池正極材料而分別。所謂錳酸鋰電池就是指正極使用錳酸鋰材料的電池。那么,錳酸鋰又是什么呢?它是以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),配合相應的添加物,經過混料、燒結等步驟生產而成。
錳酸鋰電池分類
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。
現在,我們一說到錳酸鋰,便說它是尖晶石結構,這是指它應用在鋰電池上的晶體形狀,當錳酸鋰不應用于鋰電池時,還有層狀結構。相對來說,尖晶石結構比層狀結構更穩定(雖然基于化學特性,似乎也能想到幾何中不同形狀的穩定性),因此實際應用中目前還是采用尖晶石結構。除了錳酸鋰,鈷酸鋰和三元鋰電池正極也都是尖晶石結構,但錳酸鋰這種尖晶石結構與它的這兩個同類相比性格非常鮮明,即:優缺點均十分突出。其優點是:耐低溫、倍率性能好、制備比較容易,缺點是:材料本身不穩定,需配以其它材料混合使用、高溫性能差、循環性能差、衰減快。錳酸鋰的這些缺點由錳的特性而來。不過,由于錳的廣泛存在,使其具有明顯的成本優勢。
因為錳酸鋰材料是有如此鮮明的特點,所以,人們便利用其優點、抑制其缺點,使錳酸鋰電池應用于不同的領域,通常稱為A類與B類兩個應用。A類是指用于動力電池,重點考慮安全與循環性能,要求是可逆容量在100~115mAh/g,500次循環后可保持80%容量。B類主要用于消費電子(手機類),其特點是高容量,一般要求是可逆容量在120mAh/g,但循環性能只要求經過300~500次保持60%的容量。這兩類電池的不同性能是在生產過程中實現的。如前所述,錳酸鋰的制備比較簡單,如果要加工成分別適用于A、B類電池的正極,其添加物與作業流程會有所不同,采用不同的合成方法。具體有:高溫固相法、熔融浸漬法、微波合成法、共沉淀法、水熱合成法等,如果詳細描述每種制備方法,那就是制造工藝的問題了,這里只需知道有多種方法就行了。
錳酸鋰電池優缺點
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。
錳酸鋰電池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。
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