¿Qué es una base de manganeso rica en litio?

En la actualidad, las baterías de mayor potencia en la industria automotriz de nueva energía son las baterías de fosfato de hierro y litio y las baterías ternarias. Las baterías de manganeso ricas en litio que se han depositado con grandes esperanzas no se han calentado. La red de recursos de vehículos eléctricos se enteró de que en el lote 310 de vehículos nuevos publicitados por el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información en julio, las baterías de fulitio-manganeso aparecieron en la lista de apoyo, que fue proporcionada por Zhejiang Yuyou Power. El modelo de apoyo es la furgoneta eléctrica pura Xinri XRF5032XXYBEV producida por Jiangsu Lujianzhou New Energy Vehicle Co., Ltd., que produce la furgoneta eléctrica pura RQ5026XXYEVZ1 de la marca local y Xinri (Wuxi) Development Co., Ltd. es la primera vez en China o en el mundo.

Base de manganeso rica en litio con un futuro ilimitado

China concede gran importancia a la industria de automóviles de nueva energía y enumera los vehículos de nueva energía como una de las siete industrias emergentes estratégicas. Para los vehículos de nueva energía, independientemente de las políticas nacionales de apoyo, el factor clave que determina su desarrollo es si pueden satisfacer las necesidades de los consumidores. En la actualidad, debido al nivel de la tecnología de celdas de energía, la mayoría de los vehículos eléctricos puros comerciales todavía tienen un kilometraje bajo y los consumidores tienen una seria "ansiedad por el kilometraje" acerca de ellos. La red de recursos de vehículos eléctricos se enteró de que el vehículo eléctrico puro tiene un alcance de 320 kilómetros, que puede satisfacer las necesidades de la mayoría de los consumidores; La resistencia de 600 kilómetros, cerca del kilometraje del camión de combustible a pleno aceite, puede eliminar la "ansiedad por el kilometraje" de los consumidores. Por lo tanto, el desarrollo de una nueva generación de celdas de energía con alta densidad de energía es un requisito y una tendencia inevitables para el desarrollo futuro de celdas de energía.

En lo que respecta a la industria actual, la tecnología de reducción de la masa del material inactivo del núcleo para aumentar la densidad de energía de la celda de potencia ha alcanzado su punto máximo. Es más eficaz aumentar la densidad de energía de la celda de potencia utilizando un material positivo y negativo con mayor densidad de energía. La red de recursos de vehículos eléctricos descubrió que entre los materiales de electrodos positivos conocidos, la relación de descarga de los materiales de electrodos positivos a base de manganeso ricos en litio es tan alta como 300 mAh / g, que es la aplicación comercial actual de fosfato de hierro y litio y materiales ternarios. Aproximadamente el doble de la relación de descarga, es muy adecuado para hacer una nueva generación de material de electrodo positivo de batería de litio de alta densidad de energía. Los materiales a base de manganeso ricos en litio tienen las ventajas de bajo costo, alta capacidad, seguridad no tóxica, etc. El uso de materiales de cátodo puede cumplir con los requisitos de las baterías de energía en vehículos eléctricos y otros campos. Después de resolver los problemas técnicos relacionados, el material de electrodo positivo de manganeso rico en litio tiene la ventaja absoluta de que la capacidad específica de descarga será propicia para la promoción a gran escala de los vehículos eléctricos.

Métodos sintéticos y problemas de la base de manganeso rica en litio

Los materiales de electrodos positivos de manganeso ricos en litio tienen principalmente los siguientes métodos de síntesis:

Método de coprecipitación. El método de coprecipitación es la mezcla uniforme de varios iones de metales de transición a nivel atómico, la forma de la muestra es fácil de formar una esfera regular y la distribución del tamaño de partícula es uniforme.

Método sol-gel. Las propiedades electroquímicas de la base de manganeso rica en litio sintetizada por este método son relativamente buenas, pero la morfología del producto no es fácil de controlar. A menudo requiere una gran cantidad de ácidos orgánicos o alcoholes costosos, y el costo es alto.

En tercer lugar, el método de la fase sólida. El método de la fase sólida requiere una buena mezcla de materias primas y una difusión suficiente de varios iones de metales de transición durante la calcinación.

El material de electrodo positivo de manganeso rico en litio tiene una ventaja absoluta sobre la capacidad, pero aún queda un largo camino por recorrer para aplicarlo a las baterías de energía porque todavía tiene los siguientes problemas técnicos:

Primero, la capacidad irreversible del primer ciclo es relativamente grande. Los estudios muestran que la primera eficiencia de Coulomb suele ser del 75% y, después de la modificación, puede alcanzar aproximadamente el 88%. Esto se debe a que cuando la primera carga está por encima de 4,5 V, el O2 en la red está acompañado de Li + a Li? La forma de O se elimina. Para mantener el equilibrio de la carga, los iones del metal de transición en la superficie migrarán a la fase del cuerpo, ocupando la posición octaédrica dejada por Li +, resultando en que Li + no pueda regresar completamente durante la descarga, resultando en una pérdida de capacidad irreversible. . Por lo tanto, cuando las empresas diseñan la industria de las baterías, deben tener en cuenta la eficiencia del primer uso de los polos positivos y evitar la formación de dendritas de litio debido a la falta de un diseño de calidad de electrodo negativo.

En segundo lugar, la plataforma de voltaje cae y el rendimiento de estabilidad cíclica es deficiente. Debido a la migración de iones Mn a las vacantes de litio en la capa de litio durante el proceso de carga y descarga, la estructura en capas del material se convierte gradualmente en la fase de espinela. Además, debido a la ventana de alto voltaje de funcionamiento del material, el rango de voltaje de toda la batería debe establecerse entre 2,0 y 4,7 V para aprovechar al máximo su capacidad. En la actualidad, la mayoría de los electrolitos comerciales aún no pueden satisfacer la demanda. En general, la ventana de voltaje se establece en 2,5 a 4,5 V durante las pruebas cíclicas, lo que limita el uso de las ventajas de alta energía específica de los materiales de cátodo a base de manganeso ricos en litio. Por lo tanto, es necesario modificar los materiales de los electrodos positivos a base de manganeso ricos en litio mediante el recubrimiento de la superficie, el dopado de la fase corporal y la nanocristalización de partículas. Además, también se utilizan electrolitos de alta presión correspondientes.

En tercer lugar, el rendimiento del almacenamiento y el rendimiento del revestimiento son relativamente deficientes. El rendimiento del almacenamiento es un factor clave que afecta la viabilidad de los materiales del cátodo. Todas las propiedades físicas y químicas de los materiales del cátodo deben permanecer estables durante la producción, el almacenamiento, el transporte y la fabricación de baterías. Estudios relacionados han demostrado que debido a la gran alcalinidad y la superficie rugosa de los materiales de los electrodos positivos de manganeso ricos en litio, es más fácil absorber la humedad que los materiales isopolares de cobalto de litio, por lo que el agua debe controlarse estrictamente durante la preparación de las celdas de potencia. Para evitar el problema de la reducción de la adherencia y el gas de la batería en el proceso de recubrimiento.

Aunque todavía existen varios problemas en el desarrollo de base de manganeso rica en litio, esta vez el primer conjunto de productos puede verse como un vistazo a la comercialización de base de manganeso rica en litio. Ya sea que el manganeso rico en litio sea o no un material positivo de la corriente principal en el futuro, lo esperamos.

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