有关锰酸锂离子电池优缺点简述

2020-11-23      1051 次浏览

锰酸罐的优点是倍率性能好,制备比较容易,成本较低。缺点是由于锰的溶解导致高温性能和循环性能不佳,通过掺杂铝和烧结造粒,高温性能和循环引得到了很大的提高,基本上能够满足实际使用。总的来说,锰酸锂离子电池成本低稳定性强低温性强,高温性能较差,衰减稍快。


锰酸银有三种:


(1)层状锰酸锂LiMnO2,理论容量285mA-h/g,电压平台4V。层状结构难合成,不稳定,极易生成Li2Mn204尖晶石结构而导致电压平台下降,稳定性差,容量不可逆衰减等。


(2)高压尖晶石锰酸锂LiMn204,理论容量148mA-h/g,电压平台4.15。高温性能差,55℃以上容量衰减严重。也易生成Li2Mn204尖晶石结构而导致电压平台下降,稳定性差,容量不可逆衰减等。工业上锰酸鲤目前用的是这种。


(3)尖晶石锰酸锂Li2Mn2O4,电压低(3V),客量低,循环差,都在研究如何防止这种东西出现。三元:为了解决层状锰酸锂的缺陷,通过掺杂金属元素的方法,发明了Ni、Co(Al)取代猛的三元材料LiNiCoMnO2(LiNiCoAlO2),兼顾了镍酸埋的高容量高电压、锰酸锂的高压高安全性,钻酸锂的良好循环性,同时克服了锰酸锂镍酸锂合成困难且不稳定、钻酸锂成本高的缺点,成为了目前的主流正极材料。理论容量280mA-h/g,电压2.7~4.2,现在实际做出来的容量在160mA-h/g左右。


正极使用锰酸锂材料的电池。那么,锰酸锂又是什么呢?它是以EMD(一种原材料,曾用作无汞碱锰电池专用材料)和碳酸锂(亦为原料),配合相应的添加物,经过混料、烧结等步骤生产而成。


我们一说到活酸锂,便说它是尖晶石结构,这是指它应用在锂离子电池上的晶体形状,当锰酸锂不应用于锂离子电池时,还有层状结构。相对来说,尖晶石结构比层状结构更稳定(虽然基于化学特性,似乎也能想到几何中不同形状的稳定性),因此实际应用中目前还是采用尖晶石结构。除了锰酸锂,钻酸锂和三元锂离子电池正极也都是尖晶石结构,但锰酸锂这种尖晶石结构与它的这两个同类相比性格非常鲜明,即:优缺点均十分突出。其优点是:耐低温、倍率性能好、制备比较容易,缺点是:材料本身不稳定,需配以其它材料混合使用、高温性能差、循环性能差、衰减快。锰酸锂的这些缺点由锰的特性而来。不过,由于锰的广泛存在,使其具有明显的成本优势。


因为锰酸锂材料是有如此鲜明的特点,所以,人们便利用其优点、抑制其缺点,使话酸锂离子电池应用于不同的领域,通常称为A类与B类两个应用。A类是指用于动力锂电池,重点考虑安全与循环性能,要求是可逆容量100~115mAh/g,500次循环后可保持80%容量。B类重要用于消费电子(手机类),其特点是高容量,一般要求是可逆容量在120mAh/g,但循环性能只要求经过300~500次保持60%的容量。


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