リチウムが豊富なマンガンベースとは何ですか？

現在、新エネルギー自動車産業でよりホットパワーのバッテリーは、リン酸鉄リチウムバッテリーと三元バッテリーです。期待されていたリチウムに富むマンガン電池は加熱されていません。電気自動車資源ネットワークは、7月に工業情報技術部によって公表された新車の310番目のバッチで、浙江YuyouPowerによって提供されたサポートリストにフリチウムマンガン電池が登場したことを知りました。サポートモデルは、地元ブランドRQ5026XXYEVZ1純電気バンとXinri（Wuxi）Development Co.、Ltd。を生産する江蘇Lujianzhou新エネルギー車株式会社が生産するXinriXRF5032XXYBEV純電気バンです。中国または世界で初めてです。

無限の未来を持つリチウムに富むマンガンベース

中国は新エネルギー車産業を非常に重要視しており、新エネルギー車を7つの戦略的新興産業の1つとして挙げています。新エネルギー車の場合、国の支援政策に関係なく、その開発を決定する重要な要素は、消費者のニーズを満たすことができるかどうかです。現在、パワーセル技術のレベルにより、ほとんどの商用純粋な電気自動車はまだ走行距離が短く、消費者はそれらについて深刻な「走行距離不安」を抱えています。電気自動車のリソースネットワークは、純粋な電気自動車の航続距離が320 kmであり、ほとんどの消費者のニーズを満たすことができることを学びました。フルオイル下での燃料トラックの走行距離に近い600kmの耐久性により、消費者の「走行距離の不安」を解消できます。したがって、高エネルギー密度を備えた新世代のパワーセルの開発は、パワーセルの将来の開発のための必然的な要件および傾向である。

現在の業界に関する限り、コアの不活性材料の質量を減らしてパワーセルのエネルギー密度を高める技術はピークに達しています。より高いエネルギー密度の正と負の材料を使用することにより、パワーセルのエネルギー密度を高めることがより効果的です。電気自動車資源ネットワークは、既知の正極材料の中で、リチウムに富むマンガンベースの正極材料の放電比が300mAh / gと高いことを知りました。これは、リン酸鉄リチウムおよび三元材料の現在の商業的用途です。放電率の約2倍で、新世代の高エネルギー密度電力リチウム電池正極材の製造に最適です。リチウムに富むマンガンベースの材料には、低コスト、大容量、無毒の安全性などの利点があります。カソード材料の使用は、電気自動車やその他の分野のパワーバッテリーの要件を満たすことができます。関連する技術的問題を解決した後、リチウムに富むマンガン正極材料は、放電比容量が電気自動車の大規模な促進につながるという絶対的な利点を持っています。

リチウムに富むマンガンベースの合成方法と問題点

リチウムに富むマンガン正極材料には、主に次の合成方法があります。

共沈法。共沈法は、原子レベルでいくつかの遷移金属イオンを均一に混合する方法であり、サンプルの形状は規則的な球形を形成しやすく、粒子サイズ分布は均一です。

ゾルゲル法。この方法で合成されたリチウムに富むマンガン塩基の電気化学的特性は比較的良好ですが、生成物の形態を制御することは容易ではありません。多くの場合、高価な有機酸やアルコールを大量に必要とし、コストが高くなります。

第三に、固相法。固相法では、原料の良好な混合と、焼成中のいくつかの遷移金属イオンの十分な拡散が必要です。

リチウムが豊富なマンガン正極材料は、容量よりも絶対的な利点がありますが、次の技術的な問題があるため、パワーバッテリーに適用するにはまだ長い道のりがあります。

まず、最初のサイクルの不可逆容量は比較的大きいです。研究によると、最初のクーロン効率は通常75％であり、変更後は約88％に達する可能性があります。これは、最初の電荷が4.5 Vを超えると、格子内のO2-がLi +からLiを伴うためですか？ Oの形が削除されます。電荷のバランスを維持するために、表面の遷移金属イオンが体相に移動し、Li +が残した八面体の位置を占め、放電中にLi +が完全に戻ることができなくなり、不可逆的な容量損失が発生します。 。したがって、企業が電池産業を設計するときは、正極の最初の使用効率を考慮に入れ、負極品質の設計がないためにリチウムデンドライトが形成されないようにする必要があります。

第二に、電圧プラットフォームが低下し、周期的安定性能が低下します。充電および放電の過程でリチウム層のリチウム空孔にMnイオンが移動するため、材料の層状構造は徐々にスピネル相に変換されます。さらに、材料の動作電圧ウィンドウが高いため、その容量を十分に発揮させるには、バッテリー全体の電圧範囲を2.0〜4.7Vに設定する必要があります。現在、ほとんどの市販の電解質はまだ需要を満たすことができません。一般に、周期的試験中の電圧ウィンドウは2.5〜4.5 Vに設定されるため、リチウムに富むマンガンベースのカソード材料の高比エネルギーの利点の使用が制限されます。したがって、表面コーティング、体相ドーピング、および粒子ナノ結晶化によって、リチウムに富むマンガンベースの正極材料を修飾する必要がある。さらに、マッチング高圧電解液も使用されます。

第三に、貯蔵性能とコーティング性能は比較的劣っています。貯蔵性能は、カソード材料の実用性に影響を与える重要な要素です。カソード材料のすべての物理的および化学的特性は、製造、保管、輸送、およびバッテリーの製造中に安定している必要があります。関連する研究によると、リチウムに富むマンガン正極材料はアルカリ性が大きく表面が粗いため、コバルト酸リチウム等極材料よりも水分を吸収しやすいため、パワーセルの準備中は水を厳密に制御する必要があります。コーティングプロセスでの付着力とバッテリーガスの減少の問題を回避するため。

リチウムリッチマンガンベースの開発にはまだ様々な問題がありますが、今回の最初の製品セットは、リチウムリッチマンガンベースの商品化を垣間見ることができます。リチウムに富むマンガンが将来主流のポジティブ材料であるかどうかにかかわらず、私たちはそれを楽しみにしています。

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