亚博yabo下载

在各国政府的大力支持下,新能源汽车技术得到了更多的关注,并取得了缓慢的发展。作为电动汽车的核心技术,动力电池的研究成为关键。

锂离子电池因其比容量低、循环寿命长、自放电亲和力低、无记忆效应和环保等优点,被普遍认为是电动汽车最不具潜力的动力电池。正极材料作为锂离子动力电池四大材料的核心材料,对电池的最终性能起着至关重要的作用。

动力电池的性能优化往往与正极材料的技术突破相结合,因此正极材料的研究已成为目前锂离子动力电池中一个特别引人注目的板块。目前,商用锂离子动力电池正极材料主要包括锰酸锂(LMO)、磷酸铁锂(LFP)和三元材料(NMC)。三种材料的基本性能对如右图表1所示。

本文分别介绍了这三种材料的研究进展和市场应用。锂离子动力电池正极材料发展概述1。

LMO锰酸锂具有原料成本低、制备工艺简单、热稳定性好、倍率性能和低温性能优异等优点。近年来,日韩主流锂电池企业仍使用LMO作为大功率电池的正极材料。锰系阴极在日韩的应用取得了很大进展,市场上有代表性的车型日产聆风和标准化Volt的商业应用也取得了很大进展,表明了尖晶石LMO在新能源汽车领域的巨大应用潜力。

1.1研究进展因此,尖晶石LMO的高温循环和较差的储存性能仍然是允许其应用于动力锂离子电池的关键。造成高温性能差的主要原因有:(1)Jahn-Teller效应[1]和腐蚀层的成分:由于表面扭曲的立方体系与颗粒内部立方体系不相容,破坏了颗粒之间的结构完整性和有效理解,从而影响了Li扩散和颗粒之间的电导率,造成容量损失。(2)缺氧:使用尖晶石氧时,4.0和4.2V平台不会同时频繁出现容量波动,缺氧越多,电池容量波动越慢。

(3)Mn的沉淀3)电解液中不存在的微量水分不会与电解液中的LiPF6反应分解HF,导致LiMn2O4再次发生水解反应,Mn2溶解到电解液中,尖晶石结构被破坏,导致LMO电池容量波动。(4)电解液在高电位下分解,在LMO表面形成Li2CO3膜,降低了电池的极化,导致循环过程中尖晶石LiMn2O4的容量波动。缺氧是LMO高温循环波动的主要原因之一,因为LMO高温循环波动总是指示锰价态的增减。

如何增加锰酸锂中的Mn3,减少不利于稳定结构的Mn4,是改善高温下LMO缺陷的唯一途径。从这个角度来说,添加过量的锂或添加各种改性元素都是超过这个目的的。具体来说,LMO高温性能的改善措施还包括:(1)原子掺入、阳离子掺入和阴离子掺入。

长期研究的阳离子掺杂元素还包括锂、镁、铝、钛、铬、镍、钴等。实验结果表明,这些金属离子的掺杂会在一定程度上提高LMO的循环性能,其中最显著的影响是铝的掺杂[2]。(2)形状控制。

LMO的晶体形态对锰的析出有根本的影响。对于尖晶石LMO,锰的沉淀主要再次发生在(111)晶面上,通过控制单晶锰酸锂微观形貌的球化,可以增加锰酸锂的(111)晶面比例,从而增加锰的沉淀。所以综合性能较好的高端改性LMOs是单晶颗粒。

(3)面壳。由于锰的析出是高温性能不佳的主要原因之一,因此有必要在表面形成锂的界面层,使电解质与隔离,从而提高其高温性能
(5)与二元/三元材料共混。

亚博yabo下载

由于高端改性锰酸锂的能量密度提升空间不大,将LMO与NCA/NMC共混是现实的解决方案,需要有效解决锰酸锂单独使用时能量密度不存在的问题。例如,日产聆风在LMO掺入了11%的NCA,而标准化的伏特则添加了22%的NMC与LMO混合作为阴极材料。1.2电力市场分析低容量锰酸锂在高温下锰的析出会非常严重。

一般来说,容量低于100毫安/克的LMO不能满足高温下电力市场的需求。动力LMO的容量一般为95 ~ 100毫安/克,这就要求LMO只能用于动力锂离子电池。因此,目前电动工具、混合动力汽车和电动自行车是LMO的主要应用领域。从价格上看,国产高端动力LMO的价格一般在8 ~ 10万/吨。

如果考虑到金属锰的价格太低,LMO基本没有再利用和再利用的价值,那么LMO和LFP一样,属于再利用的负极材料。相比之下,NMC通过重复使用电池可以占到原材料成本的20% ~ 30%。由于LMO和LFP在许多应用领域有重叠,LMO必须将价格降低到足够低的水平,以便与LFP相比具有整体性价比。

考虑到目前国内动力电池市场大部分是LFP电池占据,高端动力LMO材料价格必须降到6万/吨左右,才能避免被市场大规模采用的可能性。所以国内锰酸锂厂商在仁中还有很长的路要走。_yabo下载App。

本文来源:App-www.ahhuidian.com

admin

相关文章