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鋰電池正極材料錳酸鋰的發(fā)展現(xiàn)狀及制備方法

來源:存能電氣  日期:2019-11-05 10:57  瀏覽量:

  鋰電池正極材料錳酸鋰的發(fā)展現(xiàn)狀及制備方法。錳酸鋰作為使用歷史比較長的一種鋰電池材料,其安全性高,尤其抗過充能力強,是一大突出優(yōu)點。錳酸鋰的缺點是長期循環(huán)穩(wěn)定性、高溫循環(huán)穩(wěn)定性及儲存性能差。預判未來錳酸鋰在鋰電池正極材料的比重將會不斷提升。

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  鋰電池正極材料錳酸鋰的發(fā)展現(xiàn)狀

  鋰電池市場的競爭進一步白熱化。正極材料作為鋰電池的關鍵材料,是眾多巨頭爭奪的主戰(zhàn)場。相比磷酸鐵鋰在三元材料前的日漸勢弱,錳酸鋰憑借其性能穩(wěn)定、價格低廉,在近幾年仍穩(wěn)步增長。

  近年來,我國錳酸鋰產量逐年增加,其在正極材料中的占比也不斷提高,錳酸鋰是研究較早的鋰電池正極材料,具有價格低廉、安全性好、耐過充性好、易于合成的優(yōu)勢,是最具發(fā)展前途的動力鋰電正極材料之一。

  從我國鋰電池正極材料細分產品結構來看,我國鈷酸鋰的市場份額較大,占比達到50.16%;其次是三元材料,市場份額為22.80%;錳酸鋰位居第三,市場份額為19.84%;磷酸鐵鋰的市場份額為6.84%,位居第四。

  在鋰電池材料的大家庭中,錳酸鋰處境一直頗為尷尬。論應用,錳酸鋰比不上“正極材料鼻祖”鈷酸鋰在3C領域的廣泛;論安全性,錳酸鋰比不上安全性能凸出,循環(huán)壽命高的磷酸鐵鋰;論能量密度,錳酸鋰不及如今風頭正盛的三元材料。由于錳酸鋰各方面都不凸出的性能,以及長期不高的市場占有率,其關注度一直不高。

  鋰電池正極材料錳酸鋰制備方法

  1.高溫固相法?;竟に嚵鞒虨椋夯炝稀簾心ァY分→產品。

  2.熔融浸漬法。其在固相法制備尖晶石型錳酸鋰中是較好的一種方法,能夠得到電化學性能優(yōu)良的正極材料,但由于操作復雜,條件較為苛刻,因而不利于工業(yè)化。

  3.微波合成法。其用于材料的合成與傳統(tǒng)的高溫固相法明顯不同。利用該方法進行制備具有優(yōu)良的電化學性能材料,可以大大縮短了合成反應時間。

  4.水熱合成法。采用水熱合成法合成的鋰電池正極材料LiMn2O4,晶體結構穩(wěn)定,晶態(tài)勻整,因此合成的物質具有優(yōu)異的物理與電化學性能。

  5.共沉淀法。研究表明,與固相反應相比,共沉淀法制備的鋰電池材料不僅電化學容量更高,循環(huán)壽命更長,而且該方法工藝簡單,操作簡便,反應速度快等優(yōu)點。

  6.溶膠凝膠法。其實際上是共沉淀法的一個分支,制得的LiMn2O4具有優(yōu)異的物理和電化學性能,但是由于成本高等問題,不利于工業(yè)化生產。

  總結:價格低廉但性能均衡的錳酸鋰正極,在三元鋰電池材料價格居高不下的背景下,顯得極具性價比。從長遠來看,在發(fā)展高能量密度的趨勢、產品原材料上升和下游補貼下降等多重壓力下,錳酸鋰正極如何仍擁有一方天地,這是科研人員和產業(yè)資本需要共同思考的問題。

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