锰酸锂电池由于其价格低性高对环境友好等优点可广泛应用于电动自行车及低速电动车、电动工具以及储能等。未来有望取代铅酸电池。2020年产量为9.3万吨,行业预计2025年锰酸锂出货量达30万吨以上,一般而言锰酸锂生产单耗二氧化锰为1吨左右,所以预期2025年需要电解二氧化锰30万吨以上。近期该品种涨价幅度相当大。
锰酸锂离子电池循环次数一般可以到800次以上,寿命较传统铅酸电池来说是不短的。
除了锰酸锂,钴酸锂和三元锂离子电池正也都是尖晶石结构,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**。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。
锰酸锂离子电池是指正使用锰酸锂材料的电池,锰酸锂离子电池其标称电压在2.5~4.2v,锰酸锂离子电池以成本低,性好而被广泛使用。
锰酸锂是较有前景的锂离子正材料之一,相比钴酸锂等传统正材料,锰酸锂具有资源丰富、成本低、无污染、性好、倍率性能好等优点,是理想的动力电池正材料,但其较差的循环性能及电化学稳定性却大大限制了其产业化。锰酸锂主要包括尖晶石型锰酸锂和层状结构锰酸锂,其中尖晶石型锰酸锂结构稳定,易于实现工业化生产,如今市场产品均为此种结构。尖晶石型锰酸锂属于立方晶系,Fd3m空间群,理论比容量为148mAh/g,由于具有三维隧道结构,锂离子可以可逆地从尖晶石晶格中脱嵌,不会引起结构的塌陷,因而具有优异的倍率性能和稳定性。
锰酸锂的生产
尖晶石型锰酸锂的合成方法有很多种,主要有高温固相法、熔融浸渍法、微波合成法、溶胶凝胶法、乳化干燥法、共沉淀法、Pechini法以及水热合成法。
如今市场上主要的锰酸锂有AB两类,A类是指动力电池用的材料,其特点主要是考虑性及循环性。B类是指手机电池类的替代品,其特点主要是高容量。
锰酸锂的生产主要以EMD和碳酸锂为原料,配合相应的添加物,经过混料,烧成,后期处理等步骤而生产的。从原材料及生产工艺的特点来考虑,生产本身无毒害,对环境友好。不产生废水废气,生产中的粉末可以回收利用。因此对环境没有影响。
如今A类材料的主要指标为:可逆容量在100~115之间,循环性可达到500次以上仍保持80%的容量。(1C充放);B类材料容量较高,一般要求在120左右,但对于循环性相对要求较低,300次~500次不等,容量保持率可达60%以上即可。当然,A类的价格与B类的价格上还有一定的距离。
锰酸锂用途
主要用于制造手机和笔记本电脑及其它便携式电子设备的锂离子电池作正材料。
锂离子电池作正材料:涂碳铝箔在锂电池应用中的优势
1、抑制电池化,减少热效应,提高倍率性能;
2、降低电池内阻,并明显降低了循环过程的动态内阻增幅;
3、提高一致性,增加电池的循环寿命;
4、提高活性物质与集流体的粘附力,降低片制造成本;
5、保护集流体不被电解液腐蚀;
6、改善磷酸铁锂、钛酸锂材料的加工性能。
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