Die Vor- und Nachteile von Lithium-Manganat-Batterien

Die Vorteile von Lithiummangan sind eine gute Leistung, einfache Herstellung und niedrige Kosten. Sein Nachteil ist, dass die Auflösung von Mangan zu einer schlechten Hochtemperatur- und Zyklusleistung führt. Durch Dotieren von Aluminium und Sintergranulieren sind die Hochtemperatur- und Zyklusleistung besser und erfüllen im Grunde genommen den praktischen Einsatz. Im Allgemeinen weist eine Lithium-Mangan-Batterie niedrige Kosten, eine gute Stabilität, eine starke Niedertemperaturleistung, aber eine schlechte Hochtemperaturleistung und eine kürzere Lebensdauer auf.

Die positiven Materialien mit niedrigen Kosten, Sicherheit und niedriger Temperaturleistung sind gut, aber das Material selbst ist nicht so stabil, leicht zu zersetzen, um Gas zu erzeugen, so viel zum Mischen mit anderen verwendeten Materialien, um die Kosten für Batterien zu senken. aber die Dämpfung der Lebensdauer schnell, anfällig für Ausbeulungen, Hochtemperaturleistung ist schlechter, relativ kurze Lebensdauer, es wird hauptsächlich für große und mittlere Batterien verwendet, Power-Batterie die Nennspannung von 3,7 V.

Es gibt drei Arten von Mangansäurelithium: 1-schichtiges Mangansäurelithium LiMnO2, theoretische Kapazität von 285 ma · h / g, 4-V-Spannungsplattform. Schichtstruktursynthese, sind stabil und leicht zu erzeugende Li2Mn2O4-Spinellstruktur und führten zu einer Abnahme der Spannungsplattform, schlechter Stabilität, irreversibler Kapazitätsdämpfung usw.

2 Hochdruck-LiMn2O4-Spinell-Mangansäurelithium, theoretische Kapazität von 148 ma · h / g, 4,15-Spannungsplattform. Die Hochtemperaturleistung ist schlecht und liegt 55 ° C über der Kapazitätsdämpfung. Das einfache Einbringen in die Li2Mn2O4-Spinellstruktur führte gleichzeitig zu einer Abnahme der Spannungsplattform, einer schlechten Stabilität, einer irreversiblen Kapazitätsdämpfung usw. Hierbei wird industrielles Mangansäurelithium verwendet.

3 Spinellithiummangansäure Li2Mn2O4, Niederspannung (v) 3, geringe Kapazität, schlechte Zirkulation, untersuchen, wie solche Dinge vermieden werden können.

Ternär: Um die Defekte von geschichtetem Mangansäurelithium durch das Dotierungsverfahren mit Metallelementen zu lösen, wurde das Ni, Co (Al) anstelle des ternären Manganmaterials LiNiCoMnO2 (LiNiCoAlO2) erfunden, beides die Hochspannung und die hohe Kapazität von Nickelsäure Lithium-Mangan-Säure-Lithium-Hochdruck-Hochsicherheit, gute Zirkulation von Kobalt-Säure-Lithium und Überwindung der Lithium-Mangan-Säure-Lithium-Nickel-Säure-Synthese schwierig und instabil, die Mängel der hohen Kosten von Kobalt-Säure-Lithium, werden zum Hauptstrom des aktuellen positiven Elektrodenmaterials . Die theoretische Kapazität beträgt 280 ma · h / g, die Spannung 2,7 ~ 4,2, jetzt die tatsächliche Kapazität von etwa 160 ma · h / g.

Drei Yuan in den nächsten Jahren, die Basis wird nach drei Jahren beseitigt, hoher Nickel und NCA für die Hauptrolle. Schätzen Sie, dass die gesamten drei Yuan 10 Jahre später eliminiert werden. Es wird ein neues Batteriesystem geben, das die drei Yuan ersetzt.

Hauptsächlich für Spinell-Mangan-Säure-Lithium Mangan-Säure-Lithium LiMn2O4 Spinell-Mangan-Säure-Lithium ist Hunter im Jahr 1981, zunächst hat das System 3 d das Anodenmaterial von Lithium-Ionenkanälen, was bisher von vielen Wissenschaftlern und Forschern zu Hause große Aufmerksamkeit geschenkt wurde und im Ausland ist es als Elektrodenmaterial mit niedrigem Preis und hohem Potenzial, umweltfreundlich, Sicherheitsleistung hoch, die größte Hoffnung, eine neue Generation von Kobalt-Säure-Lithium-LiCoO2lithium-ionen-batterien das Anodenmaterial zu ersetzen.

Mangansäurelithium ist ein vielversprechendes Anodenmaterial für Lithiumionenbatterien im Vergleich zu herkömmlichen Anodenmaterialien wie Kobaltsäurelithium. Mangansäurelithium ist reich an Ressourcen, kostengünstig, keine Umweltverschmutzung, gute Sicherheit. Die Leistung des Verhältnisses ist gut Vorteil ist das ideale Leistungsbatterie-Kathodenmaterial, aber seine schlechte Zirkulation und elektrochemische Stabilitätsleistung schränkt seine Industrialisierung stark ein. Enthält hauptsächlich Spinell-Mangan-Säure-Lithium-Mangan-Säure-Lithium-Mangan-Säure-Lithium und Schichtstruktur, einschließlich Spinell-Lithium-Mangan-Säure-stabile Struktur, leicht zu realisierende industrielle Produktion, Produkte sind jetzt Markt für diese Art von Struktur. Spinellithiummangansäure gehört zum kubischen Kristallsystem, Fd3m Raumgruppe, die Theorie der spezifischen Kapazität ist 148 mah / g, mit 3 d Tunnelstruktur, Lithiumionen können reversibel aus Spinellgitter verschachtelt werden, verursachen nicht den Zusammenbruch von Strukturen, hat somit eine ausgezeichnete Leistung und Stabilität.

Nun kann der traditionelle Gedanke Mangansäurelithium, der Nachteil einer geringen Energiedichte, einer geringen Zyklusleistung und einer sehr großen Änderung, neue typische Werte erzwingen: 123 mah / g, 400-fach, hohe kreisförmige typische Werte 107 mah / g, 2000). Oberflächenmodifikation und Dotierung können ihre elektrochemischen Eigenschaften wirksam modifizieren, Oberflächenmodifikation kann die Auflösung der Mangan- und Elektrolytzersetzung wirksam hemmen. Doping kann den Jahn-Teller-Effekt beim Laden und Entladen wirksam hemmen. Kombinierte Oberflächenmodifikation und Dotierung werden die elektrochemische Leistung des Materials sicherlich weiter verbessern. Man geht davon aus, dass die Zukunft der Spinell-Lithium-Mangansäure-modifizierten eine der Forschungsrichtungen sein wird.

LiMn2O4 ist eine Art typischer Ionenkristall, und es gibt positive, die beiden Konfigurationen. XRD-Analyse normales Spinell LiMn2O4 ist ein kubischer Kristall mit Fd3m-Symmetrie, eine Kristallgitterkonstante a = 0,8245 nm, ein Kristallzellvolumen V = 0,5609 nm3. , Position des Lithium-1/8-Sauerstoff-Tetraeder-Spaltes (V4) (Li0,5 Mn2O4-geordnete Anordnungsstruktur von Lithium, Lithium, um 1/16 Sauerstoff-Tetraeder-Lücke zu besetzen), Mangan besetzt die Position des Sauerstoff-1/2-Oktaeder-Spaltes (V8) Die atomare Einheitszelle enthält: acht Lithiumatome, 16 Mn-Atome, 32 Sauerstoffatome, jeweils Mn3 + und Mn4 + 50%. Aufgrund der Spinellstruktur der Zelllänge ist das allgemeine flächenzentrierte kubische (FCC) Strukturmodell zweifach, daher besteht jede Zelle tatsächlich aus 8 kubischen Einheiten. Die acht kubische Einheit kann in a, b zwei Typen unterteilt werden. Jede zwei kublanare kubische Einheit gehört zu verschiedenen Strukturtypen, jede zwei kubische Einheit gehört zur ähnlichen Struktur der Kanten. Jede kleine kubische Einheit hat vier Sauerstoffionen, die sich im Körper des diagonalen Punktes zur Mitte des Scheitelpunkts des diagonalen 1/4 und 3/4 Punkts befinden. Seine Struktur kann einfach beschrieben werden als acht tetraedrische 8 eine Position durch Lithiumionen, 16 oktaedrische Position (16 d), die von Manganionen besetzt ist, 16 d Position von Mangan ist Mn3 + und Mn4 + gemäß dem Verhältnis von 1: 1, oktaedrisch alle 16 c Position vakant, Sauerstoffionen oktaedrisch 32 e Position. Diese Struktur in den MnO6-Sauerstoffoktaedern nimmt assoziierte Kanten an und bildet eine kontinuierliche dreidimensionale kubische Anordnung, nämlich (M2) m1-Spinellstrukturnetzwerk für die Lithiumionendiffusion liefert ein tetraedrisches Gitter 8a, 48f und eine oktaedrische Kristallgitter-16c-Koplanarbildung von das dreidimensionale leere Wort. Wenn die Lithiumionendiffusion in der Struktur gemäß einem sequentiellen Pfad am 8. von 16 c - a - linearer Diffusion (Tetraeder 8 kann ein Ort unter der Position von Sauerstoffoktaedern 16 16 c oder d verlaufen kann), ergibt sich ein Diffusionswinkel von 107 ° Pfad, der als sekundäres Lithium-Ionen-Batterie-Kathodenmaterial theoretischer Basis verwendet wird.

Die Herstellung von Lithiummangansäure

Das Spinell-Lithium-Mangansäure-Syntheseverfahren hat viele Arten, hauptsächlich das Hochtemperatur-Festphasenverfahren, das Schmelzimprägnierungsverfahren, das Mikrowellensyntheseverfahren, das Sol-Gel-Verfahren, das Emulsionstrocknungsverfahren, das Copräzipitationsverfahren, das Pechini-Verfahren und das hydrothermale Syntheseverfahren.

Jetzt auf dem Markt hat die Hauptlithiummangansäure die AB zwei Klassen, Klasse A bezieht sich auf das Leistungsbatteriematerial, dessen Charakteristik hauptsächlich die Sicherheit und Zirkularität berücksichtigt. Ersatz für Klasse B bezieht sich auf den akku des Mobiltelefons. Seine Eigenschaften sind hauptsächlich hohe Kapazität.

Die Produktion hauptsächlich durch EMD von Mangansäurelithium und Lithiumcarbonat als Rohmaterial kooperiert mit den entsprechenden Additiven nach dem Mischen, Brennen, Nachbearbeitungsschritten wie der Herstellung. Was die Eigenschaften der Rohstoffe und der Produktionstechnologie betrifft, so ist die Produktion ungiftig und umweltfreundlich. Produziert kein Abgas, Abwasser kann bei der Herstellung von Pulver recycelt werden. Hat daher keine Auswirkungen auf die Umwelt.

Jetzt ist der Hauptindikator für eine Art von Material: Die reversible Kapazität zwischen 100 und 115, die Zirkularität kann mehr als das 500-fache erreichen, bleibt 80% der Kapazität. (1 c); Die Materialkapazität der Klasse B ist höher, die allgemeinen Anforderungen liegen bei etwa 120 USD Für die zyklisch niedrigen relativen Anforderungen im Bereich von 300 bis 500 kann die Kapazitätsbeibehaltungsrate mehr als 60% erreichen. Natürlich gibt es beim Preis der Klassen A und B immer noch eine Preislücke.

Mangansäure-Lithium-Batterie ist die richtige Verwendung von Mangan-Säure-lithium-batterien, Lithium-Mangan-Säure-Batterie ihre Nennspannung von 2,5 V bis 4,2 V, Mangan-Säure-Lithium-Batterie mit geringen Kosten, guter Sicherheit und weit verbreitet.

Der Ausgangsspannungsbereich: 2,5 ~ 4,2 V Nennkapazität: 7500 mAh

Standard-Dauerentladestrom: 0,2 C.

Maximaler Dauerentladestrom: 1 c

Arbeitstemperatur: Laden: 0 ~ 45 ° C.

Entladung: - 20 ~ 60 ℃

Bleimodelle: die Kennzeichnung UL3302 / 26 #, 50 mm weiße Linie für 10 k NTC

Schutzplattenparameter: (Jeder Parameter kann je nach Kunde des Produkts eingestellt werden)

Die Überladeschutzspannung / jeder String von 4,28 + / - 0,025 V.

Entladespannungsschutz 2,4 + / - 0,1 V.

Durchflusswert: 2 ~ 4 a

Die positiven Materialien mit niedrigen Kosten, guter Sicherheit und niedriger Temperaturleistung sind gut, aber das Material selbst ist nicht so stabil. Es ist leicht zu zersetzen und Gas zu produzieren, daher wird es tendenziell mit anderen Materialien verwendet, um die Kosten für Batterien zu senken. Es hat jedoch eine kürzere Lebensdauer, eine schlechtere Hochtemperaturleistung und neigt zu Ausbeulungen. Es wird hauptsächlich für große und mittlere Batterien und akkus verwendet. Die Nennspannung beträgt 3,7 V.

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