Что такое богатая литием марганцевая основа?

В настоящее время наиболее горячими батареями в автомобильной промышленности новой энергии являются литий-железо-фосфатные батареи и тройные батареи. Богатые литием марганцевые батареи, на которые возлагались большие надежды, не нагреваются. Сеть ресурсов по электромобилям узнала, что в 310-й партии новых автомобилей, обнародованных Министерством промышленности и информационных технологий в июле, фультий-марганцевые батареи появились в списке поддержки, который был предоставлен Zhejiang Yuyou Power. Вспомогательной моделью является полностью электрический фургон Xinri XRF5032XXYBEV производства Jiangsu Lujianzhou New Energy Vehicle Co., Ltd., который производит чисто электрический фургон местного бренда RQ5026XXYEVZ1, и Xinri (Wuxi) Development Co., Ltd. Впервые это впервые в Китае или в мире.

Богатая литием марганцевая основа с неограниченным будущим

Китай придает большое значение автомобильной промышленности на новых источниках энергии и перечисляет транспортные средства на новых источниках энергии в качестве одной из семи стратегически развивающихся отраслей. Что касается транспортных средств, работающих на новых источниках энергии, независимо от национальной политики поддержки, ключевым фактором, определяющим их развитие, является то, могут ли они удовлетворить потребности потребителей. В настоящее время, из-за уровня технологии силовых элементов, большинство коммерческих чисто электрических транспортных средств все еще имеют небольшой пробег, и потребители серьезно обеспокоены их "пробегом". Ресурсная сеть электромобилей выяснила, что чистый электромобиль имеет запас хода 320 километров, что может удовлетворить потребности большинства потребителей; Выносливость 600 километров, близкая к пробегу бензовоза с полным маслом, может избавить потребителей от «беспокойства о пробеге». Следовательно, разработка нового поколения силовых ячеек с высокой плотностью энергии является неизбежным требованием и тенденцией для будущего развития силовых ячеек.

Что касается современной промышленности, технология уменьшения массы неактивного материала сердечника для увеличения плотности энергии силового элемента достигла своего пика. Более эффективно увеличить плотность энергии силового элемента, используя положительный и отрицательный материал с более высокой плотностью энергии. Сеть ресурсов для электромобилей выяснила, что среди известных материалов положительного электрода коэффициент разряда материалов положительного электрода на основе марганца с высоким содержанием лития достигает 300 мАч / г, что является текущим коммерческим применением фосфата лития, железа и тройных материалов. Коэффициент разряда примерно в два раза выше, он очень подходит для изготовления нового поколения материала положительного электрода литиевой батареи с высокой плотностью энергии. Материалы на основе марганца с высоким содержанием лития обладают такими преимуществами, как низкая стоимость, высокая емкость, нетоксичность и т. Д. Использование катодных материалов может удовлетворить требования, предъявляемые к силовым батареям в электромобилях и других областях. После решения связанных технических проблем материал положительного электрода на основе марганца с высоким содержанием лития имеет абсолютное преимущество в виде удельной емкости разряда, что будет способствовать крупномасштабному продвижению электромобилей.

Синтетические методы и проблемы богатой литием марганцевой основы

Материалы положительного электрода с высоким содержанием лития и марганца в основном имеют следующие методы синтеза:

Метод соосаждения. Метод соосаждения представляет собой равномерное смешивание нескольких ионов переходных металлов на атомном уровне, форма образца легко принимает правильную сферическую форму, а распределение частиц по размерам является однородным.

Золь-гель метод. Электрохимические свойства обогащенного литием марганцевого основания, синтезированного этим методом, относительно хороши, но морфологию продукта нелегко контролировать. Часто для этого требуется большое количество дорогих органических кислот или спиртов, а стоимость высока.

В-третьих, твердофазный метод. Твердофазный метод требует хорошей смеси исходных материалов и достаточной диффузии нескольких ионов переходных металлов во время прокаливания.

Материал положительного электрода с высоким содержанием лития и марганца имеет абсолютное преимущество перед емкостью, но ему еще предстоит пройти долгий путь, чтобы применить его в аккумуляторных батареях, поскольку он по-прежнему имеет следующие технические проблемы:

Во-первых, необратимая емкость первого цикла относительно велика. Исследования показывают, что первая кулоновская эффективность обычно составляет 75%, а после модификации она может достигать около 88%. Это потому, что, когда первый заряд превышает 4,5 В, O2 в решетке сопровождается Li + в Li? Форма O удалена. Чтобы поддерживать баланс заряда, ионы переходных металлов на поверхности будут мигрировать в фазу тела, занимая октаэдрическое положение, оставленное Li +, в результате чего Li + не может полностью вернуться во время разряда, что приводит к необратимой потере емкости. . Поэтому, когда предприятия проектируют аккумуляторную промышленность, они должны учитывать эффективность использования положительных полюсов и избегать образования дендритов лития из-за отсутствия качественной конструкции отрицательных электродов.

Во-вторых, напряжение платформы падает, и производительность циклической стабильности низкая. Из-за миграции ионов Mn к вакансиям лития в слое лития в процессе зарядки и разрядки слоистая структура материала постепенно превращается в фазу шпинели. Кроме того, из-за высокого окна рабочего напряжения материала диапазон напряжения всей батареи должен быть установлен от 2,0 до 4,7 В, чтобы полностью использовать свою емкость. В настоящее время большинство коммерческих электролитов все еще не могут удовлетворить спрос. Как правило, во время циклических испытаний диапазон напряжений устанавливается на уровне от 2,5 до 4,5 В, что ограничивает использование преимуществ высокой удельной энергии катодных материалов на основе марганца с высоким содержанием лития. Следовательно, необходимо модифицировать материалы положительного электрода на основе богатого литием марганца путем нанесения покрытия на поверхность, легирования фазы тела и нанокристаллизации частиц. Кроме того, также используются соответствующие электролиты высокого давления.

В-третьих, характеристики хранения и покрытия относительно низки. Характеристики хранения - ключевой фактор, влияющий на практичность катодных материалов. Все физические и химические свойства катодных материалов должны оставаться стабильными во время производства, хранения, транспортировки и изготовления батарей. Сопутствующие исследования показали, что из-за большой щелочности и шероховатой поверхности материалов положительных электродов с высоким содержанием лития и марганца они легче впитывают влагу, чем изополярные материалы из литий-кобальта, поэтому при изготовлении силовых элементов необходимо строго контролировать воду. Чтобы избежать проблемы снижения адгезии и газообразования аккумулятора в процессе нанесения покрытия.

Хотя все еще существуют различные проблемы при разработке богатой литием марганцевой основы, на этот раз первый набор продуктов можно рассматривать как проблеск коммерциализации богатой литием марганцевой основы. Независимо от того, станет ли богатый литием марганец основным позитивным материалом в будущем, мы с нетерпением ждем этого.

Страница содержит содержимое машинного перевода.