Análisis de las ventajas y situación actual de los materiales catódicos para baterías de litio-manganeso fosfato

Primero, observe dos informes recientes sobre materiales de cátodo de fosfato de manganeso y litio: Primero, el Instituto de Materiales de Ningbo de la Academia de Ciencias de China anunció que, después de dos años de investigación y exploración de procesos por parte del equipo de investigación de tecnología de baterías de almacenamiento de energía, de alto rendimiento Se ha desarrollado material de cátodo de batería de litio y fosfato de manganeso. El segundo es en el recién concluido "AABC2012", GS Yuasa también anunció el desarrollo de material de cátodo de batería de fosfato de manganeso y litio.

Al igual que la batería de fosfato de hierro y litio, el fosfato de manganeso y litio también es un material de cátodo de batería de litio de tipo fosfato a base de litio. La seguridad y la vida útil de este material es mayor que la del material de cátodo de estructura en capas tradicional, óxido de cobalto de litio y material ternario. . Sin embargo, el potencial del fosfato de hierro y litio 3.4V, ampliamente utilizado, limita el aumento en la densidad de energía de la batería, mientras que el fosfato de litio y manganeso tiene un alto potencial de 4.1V. Por lo tanto, con la misma capacidad, la densidad de energía de la batería de fosfato de manganeso y litio puede aumentarse en aproximadamente un 20% en comparación con la batería de fosfato de hierro y litio.

La batería cilíndrica de fosfato de litio y manganeso 18650 producida por el Instituto de Materiales de Ningbo de la Academia de Ciencias de China tiene las siguientes ventajas en comparación con la batería de fosfato de litio y hierro del mismo tipo:

1. La capacidad de descarga es de 1100 mAh, el voltaje de descarga es de 3,9 V y la densidad de energía es un 20% mayor.

2. El rendimiento del ciclo de vida es bueno. Después de 150 ciclos de ciclo de temperatura normal de 1 ° C, la capacidad de la batería de litio no tiene una atenuación obvia.

3. Rendimiento de alta tasa: La tasa de retención de la capacidad de la batería de 40 ° C de descarga continua es del 90% de 1 ° C.

4. Rendimiento a baja temperatura: descarga a 0,2 ° C a -20 ° C y la capacidad es del 97,6% a temperatura normal (25 ° C). Incluso cuando se descarga a -40 ° C, la capacidad puede alcanzar el 61,5%.

5. Desempeño de seguridad: a través de sobrecarga de 3C-10V y pinchazos y otras pruebas de seguridad, sin fuego, sin quemaduras.

Estas buenas propiedades se deben a la mejora de los materiales pasados por los materiales Ningbo, lo que resuelve el cuello de botella de la diferencia de conductividad electrónica y bajo coeficiente de difusión de iones de litio existente en las baterías de fosfato de hierro y litio. El material no proponía medidas de proceso específicas, pero GS Tang Shallow dijo cómo mejorar la densidad de energía y la conductividad electrónica: 1. Cubra el carbono en las partículas de fosfato de hierro y litio. 2. Construya una red de carbono que conecte las partículas de fosfato de litio y manganeso. A través de estas dos medidas, la densidad de capacidad aumenta a 132 mAh / g.

En la actualidad, el fosfato de manganeso y litio se utiliza como material de cátodo para una nueva generación de baterías de litio de alta densidad energética. Una vez que se logren avances en investigación y desarrollo y se formen tecnologías de preparación a gran escala de bajo costo, se tomará la cuota de mercado de la batería de fosfato de hierro y litio y se reducirá el espacio de mercado de la batería de fosfato de litio-manganeso y la batería ternaria de litio. Además de las dos organizaciones mencionadas, Swiss HPL y Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. también llevaron a cabo recientemente trabajos de investigación y desarrollo en materiales de cátodos de baterías de fosfato de litio y manganeso.

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