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(fù)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(guò)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(huì)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(cè)試數(shù)據(jù)表明，普通的鈦酸鋰離子電池在經(jīng)過(guò)1500-2000次左右的循環(huán)就會(huì)發(fā)生脹氣的現(xiàn)象，導(dǎo)致無(wú)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(gè)重要原因。

錳酸鋰離子電池性能改進(jìn)是單個(gè)材料的性能的提升以及各關(guān)鍵材料的有機(jī)整合的綜合體現(xiàn)。針對(duì)快速充電與長(zhǎng)使用壽命的要求，除負(fù)極材料以外，還要針對(duì)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(shí)結(jié)合特殊的工程化工藝相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，最終形成了不脹氣的鈦酸鋰LpTO電池產(chǎn)品，并首先實(shí)現(xiàn)了在電動(dòng)公交客車(chē)上的批量應(yīng)用。

測(cè)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(guò)25000次，剩余容量超過(guò)80%，同時(shí)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(dòng)公交的實(shí)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(dāng)優(yōu)異，可以保證純電動(dòng)公交客車(chē)的日常商業(yè)化運(yùn)營(yíng)。

從物理學(xué)角度來(lái)講材料費(fèi)米能級(jí)決定了其工作平臺(tái)電壓，石墨做負(fù)極時(shí)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(jià)態(tài)可以發(fā)生變化，帶來(lái)效果是什么？是電壓平臺(tái)的升高，比磷酸鐵鋰和三元電池有優(yōu)勢(shì)。大家了解今天后補(bǔ)貼時(shí)代對(duì)新能源汽車(chē)和儲(chǔ)能應(yīng)用來(lái)講磷酸鐵鋰離子電池變的更加有價(jià)值，終于等到市場(chǎng)開(kāi)始說(shuō)了算而非補(bǔ)貼說(shuō)了算的時(shí)候。磷酸鐵鋰離子電池的價(jià)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(chē)電池項(xiàng)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(gè)很有意思，接著就是說(shuō)價(jià)格，單體電池價(jià)格有的做到0.6~0.7元，很便宜了，再加上長(zhǎng)壽命高安全，三元如何和鐵鋰爭(zhēng)？我覺(jué)得這個(gè)材料有不錯(cuò)的機(jī)會(huì)。因?yàn)楦F鋰比的話(huà)，同樣用石墨負(fù)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(diǎn)，但是材料密度比鐵鋰要高不少，同樣一個(gè)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。