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锰酸锂与三元材料的对比分析
来源: | 作者:purnssa123 | 发布时间: 2019-07-30 | 559 次浏览 | 分享到:
随着今年国内锰酸锂LMO产品的快速起量,越来越多的业内人士开始聚焦这块市场。据了解,由于上半年NCM价格一直处于高位,不少厂家为了降低材料成本,拿LOM掺杂NCM的情况较多,目前市场上常见的从9:1、7:3、8:2、6:4比例不等,应用市场也不一样,为此,小编带大家一起来聊聊锰酸锂等材料的制备和罡正回转炉的故事。

目前LMO分为三类:

层状锰酸锂LiMnO2,理论容量285mA˙h/g,电压平台4V。层状结构难合成,不稳定,极易生成Li2Mn2O4尖晶石结构而导致电压平台下降,稳定性差,容量不可逆衰减等。

高压尖晶石锰酸锂LiMn2O4,理论容量148mA˙h/g,电压平台4.15。高温性能差,55℃以上容量衰减严重。也易生成Li2Mn2O4尖晶石结构而导致电压平台下降,稳定性差,容量不可逆衰减等。工业上锰酸锂目前用的是这种。

尖晶石锰酸锂Li2Mn2O4,电压低(3V),容量低,循环差,都在研究如何避免这种东西产生。

三元材料方面:

为了解决层状锰酸锂的缺陷,通过掺杂金属元素的方法,发明了Ni、Co(Al)取代锰的三元材料LiNiCoMnO2(LiNiCoAlO2),兼顾了镍酸锂的高容量高电压、锰酸锂的高压高安全性,钴酸锂的良好循环性,同时克服了锰酸锂镍酸锂合成困难且不稳定、钴酸锂成本高的缺点,成为了目前的主流正极材料。理论容量280mA˙h/g,电压2.7~4.2,现在实际做出来的容量在160mA˙h/g左右。

LMO特点:

LMO没有贵金属,价格相对较低;而NCM受困于钴价高企,价格高(高镍材料能降BOM成本,但是工艺成本增加)。

LMO电压平台高,3.75~3.8V,NCM电压平台低,3.6~3.7V

LMO尖晶石结构,安全性相对好一些;NCM层状结构,容易锂镍混排,安全性差(Ni%越高越差)

最关键的克容量上,LMO较低,NCM较高。

LMO高温性能特别差,所以,工业用法都是LMO掺杂三元。典型的如LMO:NCM=7:3(低成本,电动自行车),5:5or3:7,物流车

加上LFP后,整体成本:纯LMO

比较适用于:①成本敏感;②能量密度有一定的要求;③安全性要求不高 的领域,如电动自行车,低速车等。

目前国内少数几家公司的尖晶石锰酸锂已经可以做到近1000次循环,克容量在115mAh/g,而价格只有6万多元每吨。与三元材料相比,价格优势突出,而在倍率上,锰酸锂一直占优势,安全性就更不用说了,三元掺锰一是为了降低成本,二就是为了过安全测试。不过锰酸锂的高温性能是个问题,三元的压实要比锰酸锂好。针对以上问题陕西罡正窑炉科技有限公司最新开发的非金属回转炉设备目前已经解决好多关于锰酸锂等材料高温烧结的工艺难题。