マンガン酸リチウム電池の長所と短所

リチウムマンガンの利点は、優れたレート性能、簡単な製造、および低コストです。その欠点は、マンガンの溶解が高温性能とサイクル性能の低下につながることです。アルミニウムのドーピングと造粒の焼結により、高温性能とサイクル性能が向上し、基本的に実用性を満たします。一般に、リチウムマンガン電池は、低コスト、良好な安定性、強力な低温性能を備えていますが、高温性能が低く、サイクル寿命が短くなっています。

低コスト、安全性、低温性能のポジティブな材料は良いですが、材料自体はそれほど安定しておらず、分解してガスを生成しやすいため、バッテリーのコストを削減するために、他の材料と混合するのに非常に適しています。しかし、サイクル寿命の減衰が速く、膨らみやすく、高温性能が劣り、比較的寿命が短く、主に大型および中型のバッテリーに使用されます。パワーバッテリーの公称電圧は3.7Vです。

マンガン酸リチウムには3種類あります。1層マンガン酸リチウムLiMnO2、理論容量285 ma・h / g、4v電圧プラットフォーム。層状構造合成は、安定しており、Li2Mn2O4スピネル構造を生成しやすく、電圧プラットフォームの低下、安定性の低下、不可逆的な容量減衰などにつながります。

2つの高圧LiMn2O4スピネルマンガン酸リチウム、理論容量148 ma・h / g、4.15電圧プラットフォーム。高温性能は悪く、容量減衰より55 ℃上です。 Li2Mn2O4スピネル構造に容易になり、電圧プラットフォームの低下、安定性の低下、不可逆的な容量減衰などにつながります。これには工業用マンガン酸リチウムが使用されています。

3スピネルリチウムマンガン酸Li2Mn2O4、低電圧（v）3、低容量、低循環は、この種のことを回避する方法を研究しています。

三元：層状マンガン酸リチウムの欠陥を解決するために、金属元素ドーピングの方法によって、ニッケル三元材料LiNiCoMnO2（LiNiCoAlO2）の代わりにNi、Co（Al）を発明しました。これはニッケル酸の高電圧、高容量の両方です。リチウムマンガン酸リチウム高圧高圧安全性、コバルト酸リチウムの良好な循環、およびリチウムマンガン酸リチウムニッケル酸合成の困難で不安定な克服、コバルト酸リチウムの高コストの欠点は、現在の正極材料の主流になります。理論上の容量は280ma・h / g、電圧は2.7〜4.2ですが、実際の容量は約160 ma・h / gになります。

今後数年間で3元、基本は3年後に削除され、高ニッケルとNCAが主役になります。 10年後には3元全体がなくなると見積もっており、3元に代わる新しいバッテリーシステムがあります。

主にスピネルマンガン酸リチウムマンガン酸リチウムLiMn2O4スピネルマンガン酸リチウムは1981年にハンターであり、まず第一に、システムはリチウムイオンチャネルの3dアノード材料を持っており、これまで多くの学者や研究者が自宅で大きな注目を集めています海外では、低価格でポテンシャルが高く、環境に優しく、安全性能が高い電極材料として、アノード材料であるコバルト酸リチウムLiCoO2リチウムイオン電池に代わる新世代になることが最も期待されています。

マンガン酸リチウムは、コバルト酸リチウムなどの従来のアノード材料と比較して、リチウムイオン電池のアノード材料の有望なものです。マンガン酸リチウムは、資源が豊富で、低コストで、汚染がなく、安全性が高く、比率性能が十分に待ちます。利点は、理想的なパワーバッテリーのカソード材料ですが、その貧弱な循環と電気化学的安定性の性能は、その工業化を大きく制限します。主にスピネルマンガン酸リチウムマンガン酸リチウムマンガン酸リチウムと、スピネルリチウムマンガン酸安定構造を含む層状構造を含み、工業生産が容易であり、この種の構造の製品が現在市場に出ている。スピネルリチウムマンガン酸は立方晶系、Fd3m空間群に属し、比容量の理論は148 mah / g、3 dトンネル構造で、リチウムイオンはネストされたスピネル格子から可逆的になり、構造の崩壊を引き起こしません、したがって、優れた性能と安定性を備えています。

現在、従来の考えであるマンガン酸リチウムは、エネルギー密度が低く、サイクル性能が低く、非常に大きな変化があったため、新しい標準値を強制する可能性があります：123 mah / g、400倍、高い円形の標準値107 mah / g、表面修飾とドーピングはその電気化学的特性を効果的に修飾でき、表面修飾はマンガンの溶解と電解質の分解を効果的に阻害できます。ドーピングは、充電および放電の過程でヤーン・テラー効果を効果的に抑制することができます。表面改質とドーピングの組み合わせは、材料の電気化学的性能をさらに改善することは確実であり、研究の方向性の1つであるスピネルリチウムマンガン酸改質の将来になると信じています。

LiMn2O4は一種の典型的なイオン結晶であり、正の2つの構成があります。 XRD分析の通常のスピネルLiMn2O4は、Fd3m対称立方結晶、結晶格子定数a = 0.8245 nm、結晶セル体積V = 0.5609 nm3です。面心立方最密充填の酸素イオン（ABCABC ....、隣接する酸素八面体は関連するエッジを取ります） 、リチウム1/8酸素四面体ギャップ（V4）位置（Li0.5 Mn2O4リチウムの規則正しい配列構造、1/16酸素四面体ギャップを占めるためのリチウム）、マンガンは酸素1/2八面体ギャップ（V8）位置を占める56。原子単位格子には、8個のリチウム原子、16 mn原子、32個の酸素原子、それぞれMn3 +およびMn4 + 50％が含まれています。セル長のスピネル構造は2倍の一般的な面心立方（FCC）構造モデルであるため、各セルは実際には8立方単位で構成されます。 8立方単位はa、bの2つのタイプに分けることができます。 2つの同一平面上の立方体ユニットはすべて異なるタイプの構造に属し、2つの立方体ユニットはすべてエッジの同様の構造に属します。各小さな立方体ユニットには4つの酸素イオンがあり、対角線の1/4点と3/4点の頂点の中心までの対角線の本体に配置されています。その構造は、リチウムイオンによる8つの四面体8 a位置、マンガンイオンによって占められる16の八面体位置（16 d）、マンガンの16d位置は1：1、八面体すべての比率に従ってMn3 +およびMn4 +として簡単に説明できます。 16 c位置の空孔、酸素イオン八面体32e位置。 MnO6酸素八面体のこの構造は、関連するエッジを取り、連続した3次元立方配列を形成します。つまり、リチウムイオン拡散用の（M2）m1スピネル構造ネットワークは、四面体格子8 a、48fおよび八面体結晶格子16cの共平面形成を提供します。三次元の空の単語。構造内のリチウムイオン拡散の場合、16 cの8日のシーケンシャルパスに従って-a-線形拡散（四面体8の位置は酸素八面体16 16 cまたはdの位置の下で実行できます）、107°の拡散角度理論的根拠の二次リチウムイオン電池カソード材料として使用されるパス。

リチウムマンガン酸の製造

スピネルリチウムマンガン酸合成法は、主に高温固相法、溶融含浸法、マイクロ波合成法、ゾルゲル法、乳化乾燥法、共沈法、ペチーニ法、水熱合成法など多くの種類があります。

現在市場に出回っている主なリチウムマンガン酸にはABの2つのクラスがあり、クラスAはパワーバッテリーの材料を指し、その特性は主にセキュリティと真円度を考慮しています。クラスBの代替品は、携帯電話のバッテリーを指します。その特徴は主に大容量です。

主にマンガン酸リチウムと炭酸リチウムを原料としてEMDで製造し、混合、焼成、製造などの後処理工程を経て、対応する添加剤と連携します。原材料の特性や生産技術は、無毒で環境にやさしい生産です。廃ガスを発生せず、廃水を粉末の製造にリサイクルできます。したがって、環境への影響はありません。

現在、ある種の材料の主な指標は次のとおりです。100〜115の可逆容量、円形度は容量の80％のままで500倍以上に達する可能性があります。（1c）;クラスBの材料容量はより高く、一般的な要件は約120ドルですが300〜500の範囲の周期的な低い相対要件の場合、容量保持率は60％を超える可能性があります。もちろん、クラスAとクラスBの価格では、価格にAギャップがあります。

マンガン酸リチウム電池は、マンガン酸リチウム電池の正しい使用法であり、リチウムマンガン酸電池の公称電圧は2.5vから4.2vであり、マンガン酸リチウム電池は低コストで安全性が高く、広く使用されています。

出力電圧範囲：2.5〜4.2 v公称容量：7500 mAh

標準連続放電電流：0.2 C

最大連続放電電流：1 c

使用温度：充電：0〜45 ℃

排出量：-20〜60 ℃

リードモデル：マーキングUL3302 / 26＃、10 kNTC用の50mm白線

保護プレートパラメータ:(各パラメータは、製品の顧客に応じて設定できます）

過充電保護電圧/4.28の各ストリング+/- 0.025 V

放電電圧保護2.4+ / --0.1 V

流量値：2〜4 a

低コスト、優れたセキュリティ、低温性能のポジティブな素材は良いですが、素材自体はそれほど安定していません。分解してガスが発生しやすいため、電池のコストを下げるために他の材料と併用する傾向があります。ただし、サイクル寿命が短く、高温性能が低く、膨らみやすい傾向があります。主に大型・中型電池やパワー電池に使用されています。公称電圧は3.7Vです。

このページには、機械翻訳の内容が含まれています。