Analyse der Vorteile und der aktuellen Situation von Kathodenmaterialien für Lithium-Mangan-Phosphat-Batterien

Erster Blick auf zwei kürzlich veröffentlichte Berichte über Lithium-Mangan-Phosphat-Kathodenmaterialien: Erstens gab das Ningbo-Institut für Materialien der Chinesischen Akademie der Wissenschaften bekannt, dass nach zweijähriger Forschung und Prozessexploration durch das Forschungsteam für Energie- und energiespeicherbatterietechnologie Hochleistung Es wurde Manganphosphat-Lithiumbatterie-Kathodenmaterial entwickelt. Die zweite ist auf der gerade abgeschlossenen "AABC2012", GS Yuasa kündigte auch die Entwicklung von Lithium-Mangan-Phosphat-Batterie-Kathodenmaterial an.

Wie Lithiumeisenphosphatbatterien ist auch Lithiummanganphosphat ein Lithiumbatteriekathodenmaterial auf Lithiumbasis vom Phosphattyp. Die Sicherheit und Lebensdauer dieses Materials ist höher als die des herkömmlichen Kathodenmaterials mit Schichtstruktur, lithiumkobaltoxid und ternäres Material. . Das Potential des weit verbreiteten Lithiumeisenphosphats 3,4 V begrenzt jedoch die Erhöhung der Batterieenergiedichte, während Lithiummanganphosphat ein hohes Potential von 4,1 V aufweist. Daher kann bei gleicher Kapazität die Energiedichte der Lithiummanganphosphatbatterie im Vergleich zur Lithiumeisenphosphatbatterie um etwa 20% erhöht werden.

Die vom Ningbo Institute of Materials der Chinesischen Akademie der Wissenschaften hergestellte zylindrische Lithium-Manganphosphat-Batterie 18650 bietet gegenüber der lithium-eisenphosphat-batterie des gleichen Typs die folgenden Vorteile:

1. Die Entladekapazität beträgt 1100 mAh, die Entladespannung beträgt 3,9 V und die Energiedichte ist 20% höher.

2. Die Lebensdauer ist gut. Nach 150 Zyklen eines normalen Temperaturzyklus von 1 ° C hat die Lithiumbatteriekapazität keine offensichtliche Dämpfung.

3. Leistung mit hoher Rate: Die Beibehaltungsrate der Batteriekapazität bei kontinuierlicher Entladung bei 40 ° C beträgt 90% von 1 ° C.

4. Niedertemperaturleistung: Entladung bei 0,2 ° C bei -20 ° C und eine Kapazität von 97,6% bei normaler Temperatur (25 ° C). Selbst bei einer Entladung bei -40 ° C kann die Kapazität 61,5% erreichen.

5. Sicherheitsleistung: Durch 3C-10V Überladung und Durchschlag sowie andere Sicherheitstests, kein Feuer, kein Brennen.

Diese guten Eigenschaften sind auf die Verbesserung der von Ningbo-Materialien durchgelassenen Materialien zurückzuführen, wodurch der Engpass des Unterschieds in der elektronischen Leitfähigkeit und des niedrigen Lithiumionendiffusionskoeffizienten in Lithiumeisenphosphatbatterien behoben wird. Das Material schlug keine spezifischen Prozessmaßnahmen vor, aber GS Tang Flach sagte, wie die Energiedichte und die elektronische Leitfähigkeit verbessert werden können: 1. Bedecken Sie die Lithiumeisenphosphatpartikel mit Kohlenstoff, 2. Bauen Sie ein Kohlenstoffnetzwerk auf, das die Lithiummanganphosphatpartikel verbindet. Durch diese beiden Maßnahmen wird die Kapazitätsdichte auf 132 mAh / g erhöht.

Gegenwärtig wird Lithiummanganphosphat als Kathodenmaterial für eine neue Generation von Lithiumbatterien mit hoher Energiedichte verwendet. Sobald Durchbrüche in Forschung und Entwicklung erzielt und kostengünstige großtechnische Präparationstechnologien entwickelt wurden, wird der Marktanteil der Lithiumeisenphosphatbatterie erobert und der Markt für Lithiummanganphosphatbatterien und ternäre Lithiumbatterien wird zusammengedrückt. Zusätzlich zu den beiden oben genannten Organisationen haben Swiss HPL und Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. kürzlich Forschungs- und Entwicklungsarbeiten an Lithium-Manganphosphat-Batteriekathodenmaterialien durchgeführt.

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