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【SMM分析】锰酸锂的结构与特性分析

来源: SMM
发布时间:2024-09-14 11:28
150篇

作品

锰酸锂尖晶石结构电池具有三维尖晶石架构,这种设计可改善电极上的离子流动,降低内部电阻,提升电流承载能力。同时,这种结构还具有高热稳定性和安全性,但循环和日历寿命相对有限……

锰酸锂尖晶石结构电池具有三维尖晶石架构,这种设计可改善电极上的离子流动,降低内部电阻,提升电流承载能力。同时,这种结构还具有高热稳定性和安全性,但循环和日历寿命相对有限。低内阻使得该电池能够进行快速充电和大电流放电。例如,18650型锰酸锂电池可以在20-30A的电流下放电,并具有适度的热量积累。即便能承受高达50A的1秒负载脉冲,持续高负荷会导致电池温度上升,需确保温度不超过80°C(176°F)。因此,锰酸锂电池广泛应用于电动工具、医疗器械以及混合动力和纯电动汽车等领域。

多数锰酸锂电池与锂镍锰钴氧化物(NMC)混合使用,以提高比能量和延长寿命,此组合带来了最佳性能。许多电动汽车,如日产Leaf、雪佛兰Volt和宝马i3,都选用了LMO(NMC)系统。LMO部分占电池总成分的30%左右,提供较高的加速电流,而NMC部分则确保了长续航能力。

锂离子电池的研究趋势是将锰酸锂与钴、镍、锰和/或铝组合使用作为活性阴极材料。有时在阳极材料中少量添加硅,使得容量提升达25%;然而,硅的膨胀和收缩会引起机械应力,导致循环寿命缩短。因此,可以根据需求选择这三种活性金属及硅增强材料,以提高比能(容量)、比功率(负载能力)或寿命。消费电池一般追求大容量,而工业应用则强调电池的负载能力、寿命长和安全可靠。