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常见锰酸锂(LiMn2O4)主要性能参数

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本帖最后由 海中水 于 2021-4-9 14:07 编辑

尖晶石锰酸锂电池首次发表于1983年的材料研究报告中。1996年,Moli能源公司将锰酸锂为正极材料的锂离子电池商业化。该架构形成三维尖晶石结构,可改善电极上的离子流动,从而降低内部电阻并改善电流承载能力。尖晶石的另一个优点是热稳定性高,安全性提高,但循环和日历寿命有限。

低电池内阻可实现快速充电和大电流放电。18650型电芯,锰酸锂电池可以在20-30A的电流下放电,并具有适度的热量积累,电池温度不能超过80°C。锰酸锂用于电动工具,医疗器械,以及混合动力和纯电动汽车。锰酸锂的容量大约比钴酸锂低三分之一。设计灵活性使工程师能够选择最大限度地延长电池的使用寿命,或者提高最大负载电流或容量。

图1显示了典型锰酸锂电池的蜘蛛图。这些特性参数似乎不太理想,但新设计在功率,安全性和寿命方面有所改进。纯锰酸锂电池今天不再普遍; 它们只在特殊情况下应用。

图1 纯锰酸锂电池的蜘蛛图

大多数锰酸锂与锂镍锰钴氧化物(NMC)混合,以提高比能量并延长寿命。这种组合带来了每个系统的最佳性能,而大多数电动汽车,如

日产Leaf(参数|图片),雪佛兰 Volt(参数|图片)和宝马 i3(参数|图片)都选用了LMO(NMC)。电池的LMO部分可以达到30%左右,可以在加速时提供较高的电流; NMC部分提供了很长的续航里程。

锂离子电池研究倾向于将锰酸锂与钴,镍,锰和/或铝组合作为活性正极材料。在一些架构中,少量硅被添加到负极。这提供了25%的容量提升; 然而,硅随着充放电膨胀和收缩,从而引起机械应力,容量提升通常与短的循环寿命紧密联系。

表2 锰酸锂氧化物的特性


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