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有性格的錳酸鋰電池

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:4346次  |  2018年03月12日  

摘要
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(fù)極基本上是碳原料,故業(yè)內(nèi)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

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(fù)極基本上是碳原料,故業(yè)內(nèi)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(yīng)的添加物,經(jīng)過混料、燒結(jié)等步驟生產(chǎn)而成。

現(xiàn)在,我們一說到錳酸鋰,便說它是尖晶石結(jié)構(gòu),這是指它應(yīng)用在鋰電池上的晶體形狀,當(dāng)錳酸鋰不應(yīng)用于鋰電池時,還有層狀結(jié)構(gòu)。相對來說,尖晶石結(jié)構(gòu)比層狀結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定(雖然基于化學(xué)特性,似乎也能想到幾何中不同形狀的穩(wěn)定性),因此實(shí)際應(yīng)用中目前還是采用尖晶石結(jié)構(gòu)。

除了錳酸鋰,鈷酸鋰和三元鋰電池正極也都是尖晶石結(jié)構(gòu),但錳酸鋰這種尖晶石結(jié)構(gòu)與它的這兩個同類相比性格非常鮮明,即:優(yōu)缺點(diǎn)均十分突出。其優(yōu)點(diǎn)是:耐低溫、倍率性能好、制備比較容易,缺點(diǎn)是:材料本身不穩(wěn)定,需配以其它材料混合使用、高溫性能差、循環(huán)性能差、衰減快。錳酸鋰的這些缺點(diǎn)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(yōu)勢。

因?yàn)殄i酸鋰材料是有如此鮮明的特點(diǎn),所以,人們便利用其優(yōu)點(diǎn)、抑制其缺點(diǎn),使錳酸鋰電池應(yīng)用于不同的領(lǐng)域,通常稱為A類與B類兩個應(yīng)用。A類是指用于動力電池,重點(diǎn)考慮安全與循環(huán)性能,要求是可逆容量在100~115mAh/g,500次循環(huán)后可保持80%容量。B類主要用于消費(fèi)電子(手機(jī)類),其特點(diǎn)是高容量,一般要求是可逆容量在120 mAh/g,但循環(huán)性能只要求經(jīng)過300~500次保持60%的容量。

這兩類電池的不同性能是在生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)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(yè)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(xì)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。




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