制約錳酸鋰離子電池應(yīng)用的因素

錳酸鋰材料在電池中作為負極材料使用，由于其自身特性的原因，材料與電解液之間容易發(fā)生相互用途并在充放循環(huán)反應(yīng)過程中出現(xiàn)氣體析出，因此普通的錳酸鋰離子電池容易發(fā)生脹氣，導(dǎo)致電芯鼓包，電性能也會大幅下降，極大地降低了錳酸鋰離子電池的理論循環(huán)壽命。測試數(shù)據(jù)表明，普通的鈦酸鋰離子電池在經(jīng)過1500-2000次左右的循環(huán)就會發(fā)生脹氣的現(xiàn)象，導(dǎo)致無法正常使用，這也是制約錳酸鋰離子電池大規(guī)模應(yīng)用的一個重要原因。

錳酸鋰離子電池性能改進是單個材料的性能的提升以及各關(guān)鍵材料的有機整合的綜合體現(xiàn)。針對快速充電與長使用壽命的要求，除負極材料以外，還要針對鋰離子電池的其他關(guān)鍵原材料（包括正極材料、隔膜、以及電解液），同時結(jié)合特殊的工程化工藝相關(guān)經(jīng)驗，最終形成了不脹氣的鈦酸鋰LpTO電池產(chǎn)品，并首先實現(xiàn)了在電動公交客車上的批量應(yīng)用。

測試數(shù)據(jù)表明，在6C充電，6C放電，100%DOD的條件下，錳鈦酸鋰LpTO單體電池的循環(huán)壽命超過25000次，剩余容量超過80%，同時電芯出現(xiàn)的脹氣現(xiàn)象不明顯，不影響其壽命;而快速充電純電動公交的實際應(yīng)用情況也表明，在電池成組以后，電性能的表現(xiàn)也相當優(yōu)異，可以保證純電動公交客車的日常商業(yè)化運營。

從物理學(xué)角度來講材料費米能級決定了其工作平臺電壓，石墨做負極時和金屬鋰相差0.2伏，這樣磷酸鐵鋰離子電池工作電壓是3.2V，鈷酸鋰離子電池工作電壓是3.6伏，錳酸鋰是3.8V，鎳錳酸鋰是把其中四分之一錳拿鎳取代，鎳價態(tài)可以發(fā)生變化，帶來效果是什么？是電壓平臺的升高，比磷酸鐵鋰和三元電池有優(yōu)勢。大家了解今天后補貼時代對新能源汽車和儲能應(yīng)用來講磷酸鐵鋰離子電池變的更加有價值，終于等到市場開始說了算而非補貼說了算的時候。磷酸鐵鋰離子電池的價值大家都了解，目前磷酸鐵鋰離子電池單體最高比能量做到180Wh/Kg，電池包已經(jīng)做到150Wh/Kg，最近客車電池項目再努力一下單體可做到200Wh/Kg，系統(tǒng)要做到170Wh/Kg，我要看看三元電池包很能做到多高，這個很有意思，接著就是說價格，單體電池價格有的做到0.6~0.7元，很便宜了，再加上長壽命高安全，三元如何和鐵鋰爭？我覺得這個材料有不錯的機會。因為跟鐵鋰比的話，同樣用石墨負極，電池電壓從3.2伏升到4.5伏，一下提高百分之四十幾，雖然材料克比容量比鐵鋰要稍低一點，但是材料密度比鐵鋰要高不少，同樣一個尺寸的電池容量不輸給鐵鋰，但是電壓提高了百分之四十幾。意味著什么？意味它能量密度比鐵鋰離子電池高40%以上，不輸給三元，成本比鐵鋰低。