制約錳酸鋰離子電池應用的因素

錳酸鋰材料在電池中作為負極材料使用，由于其自身特性的原因，材料與電解液之間容易發(fā)生相互用途并在充放循環(huán)反應過程中出現(xiàn)氣體析出，因此普通的錳酸鋰離子電池容易發(fā)生脹氣，導致電芯鼓包，電性能也會大幅下降，極大地降低了錳酸鋰離子電池的理論循環(huán)壽命。測試數(shù)據(jù)表明，普通的鈦酸鋰離子電池在經(jīng)過1500-2000次左右的循環(huán)就會發(fā)生脹氣的現(xiàn)象，導致無法正常使用，這也是制約錳酸鋰離子電池大規(guī)模應用的一個重要原因。

錳酸鋰離子電池性能改進是單個材料的性能的提升以及各關鍵材料的有機整合的綜合體現(xiàn)。針對快速充電與長使用壽命的要求，除負極材料以外，還要針對鋰離子電池的其他關鍵原材料（包括正極材料、隔膜、以及電解液），同時結(jié)合特殊的工程化工藝相關經(jīng)驗，最終形成了不脹氣的鈦酸鋰LpTO電池產(chǎn)品，并首先實現(xiàn)了在電動公交客車上的批量應用。

測試數(shù)據(jù)表明，在6C充電，6C放電，100%DOD的條件下，錳鈦酸鋰LpTO單體電池的循環(huán)壽命超過25000次，剩余容量超過80%，同時電芯出現(xiàn)的脹氣現(xiàn)象不明顯，不影響其壽命;而快速充電純電動公交的實際應用情況也表明，在電池成組以后，電性能的表現(xiàn)也相當優(yōu)異，可以保證純電動公交客車的日常商業(yè)化運營。

從物理學角度來講材料費米能級決定了其工作平臺電壓，石墨做負極時和金屬鋰相差0.2伏，這樣磷酸鐵鋰離子電池工作電壓是3.2V，鈷酸鋰離子電池工作電壓是3.6伏，錳酸鋰是3.8V，鎳錳酸鋰是把其中四分之一錳拿鎳取代，鎳價態(tài)可以發(fā)生變化，帶來效果是什么？是電壓平臺的升高，比磷酸鐵鋰和三元電池有優(yōu)勢。大家了解今天后補貼時代對新能源汽車和儲能應用來講磷酸鐵鋰離子電池變的更加有價值，終于等到市場開始說了算而非補貼說了算的時候。磷酸鐵鋰離子電池的價值大家都了解，目前磷酸鐵鋰離子電池單體最高比能量做到180Wh/Kg，電池包已經(jīng)做到150Wh/Kg，最近客車電池項目再努力一下單體可做到200Wh/Kg，系統(tǒng)要做到170Wh/Kg，我要看看三元電池包很能做到多高，這個很有意思，接著就是說價格，單體電池價格有的做到0.6~0.7元，很便宜了，再加上長壽命高安全，三元如何和鐵鋰爭？我覺得這個材料有不錯的機會。因為跟鐵鋰比的話，同樣用石墨負極，電池電壓從3.2伏升到4.5伏，一下提高百分之四十幾，雖然材料克比容量比鐵鋰要稍低一點，但是材料密度比鐵鋰要高不少，同樣一個尺寸的電池容量不輸給鐵鋰，但是電壓提高了百分之四十幾。意味著什么？意味它能量密度比鐵鋰離子電池高40%以上，不輸給三元，成本比鐵鋰低。

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