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锰酸锂电池是什么?锰酸锂电池会受到什么影响

2021年01月03日 17:32 ? 次阅读

  锂电池在生活中十分常见,在往期文章中,小编对14500锂电池、磷酸铁锂电池、26650等锂电池均有所介绍,大家可以翻阅往期文章中。本文中,小编将对锰酸锂电池相关内容加以叙述。如果你对锂电池具有兴趣,不妨继续往下阅读哦。

  一、锰酸锂电池的技术参数

  输出电压范围:2.5~4.2v标称容量:7500mAh

  标准持续放电电流:0.2C

  最大持续放电电流:1C

  工作温度:充电:0~45℃

  放电:-20~60℃

  引线型号:国标线UL3302/26#,线长50mm白色线为10KNTC

  保护板参数:(各参数可根据客户产品设置)

  过充保护电压/每串4.28±0.025V

  过放保护电压2.4±0.1V

  过流值:2~4A

  锰酸锂电池的应用体系仍以插电混动为主要的应用领域,不容忽视的是以锰酸锂为主要应用的纯电动客车车型拥有36个,在锰酸锂配套的车型中占比达到17%。将锰酸锂应用到纯电动客车车型中最多的北汽新能源,其次是厦门金龙和南车,此外,中通、宇通、扬子江、安凯、申龙、亚星等都在纯电动客车车型中开始锰酸锂的应用。

  二、锰酸锂电池能量密度

  锰酸锂是以EMD(一种原材料,曾用作无汞碱锰电池专用材料)和碳酸锂(亦为原料),配合相应的添加物,经过混料、烧结等步骤生产而成。

  除了锰酸锂,钴酸锂和三元锂电池正极也都是尖晶石结构,但锰酸锂这种尖晶石结构与它的这两个同类相比性格非常鲜明,即:优缺点均十分突出。其优点是:耐低温、倍率性能好、制备比较容易,缺点是:材料本身不稳定,需配以其它材料混合使用、高温性能差、循环性能差、衰减快。锰酸锂的这些缺点由锰的特性而来。不过,由于锰的广泛存在,使其具有明显的成本优势。

  因为锰酸锂材料是有如此鲜明的特点,所以,人们便利用其优点、抑制其缺点,使锰酸锂电池应用于不同的领域,通常称为A类与B类两个应用。A类是指用于动力电池,重点考虑安全与循环性能,要求是可逆容量在100~115mAh/g,500次循环后可保持80%容量。B类主要用于消费电子(手机类),其特点是高容量,一般要求是可逆容量在120mAh/g,但循环性能只要求经过300~500次保持60%的容量。

  三、制约锰酸锂电池应用的因素

  锰酸锂材料在电池中作为负极材料使用,由于其自身特性的原因,材料与电解液之间容易发生相互作用并在充放循环反应过程中产生气体析出,因此普通的锰酸锂电池容易发生胀气,导致电芯鼓包,电性能也会大幅下降,极大地降低了锰酸锂电池的理论循环寿命。测试数据表明,普通的钛酸锂电池在经过1500-2000次左右的循环就会发生胀气的现象,导致无法正常使用,这也是制约锰酸锂电池大规模应用的一个重要原因。

  锰酸锂电池性能改进是单个材料的性能的提升以及各关键材料的有机整合的综合体现。针对快速充电与长使用寿命的要求,除负极材料以外,还要针对锂电池的其他关键原材料(包括正极材料、隔膜、以及电解液),同时结合特殊的工程化工艺经验,最终形成了不胀气的钛酸锂LpTO电池产品,并首先实现了在电动公交客车上的批量应用。

  测试数据表明,在6C充电,6C放电,100%DOD的条件下,锰钛酸锂LpTO单体电池的循环寿命超过25000次,剩余容量超过80%,同时电芯产生的胀气现象不明显,不影响其寿命;而快速充电纯电动公交的实际应用情况也表明,在电池成组以后,电性能的表现也相当优异,可以保证纯电动公交客车的日常商业化运营。

  从物理学角度来讲材料费米能级决定了其工作平台电压,石墨做负极时和金属锂相差0.2伏,这样磷酸铁锂电池工作电压是3.2V,钴酸锂电池工作电压是3.6伏,锰酸锂是3.8V,镍锰酸锂是把其中四分之一锰拿镍取代,镍价态可以发生变化,带来效果是什么?是电压平台的升高,比磷酸铁锂和三元电池有优势。大家知道今天后补贴时代对新能源汽车和储能应用来讲磷酸铁锂电池变的更有价值,终于等到市场开始说了算而非补贴说了算的时候。磷酸铁锂电池的价值大家都知道,目前磷酸铁锂电池单体最高比能量做到180Wh/Kg,电池包已经做到150Wh/Kg,最近客车电池项目再努力一下单体可做到200Wh/Kg,系统要做到170Wh/Kg,我要看看三元电池包很能做到多高,这个很有意思,接着就是说价格,单体电池价格有的做到0.6~0.7元,很便宜了,再加上长寿命高安全,三元如何和铁锂争?我觉得这个材料有不错的机会。因为跟铁锂比的话,同样用石墨负极,电池电压从3.2伏升到4.5伏,一下提高百分之四十几,虽然材料克比容量比铁锂要稍低一点,但是材料密度比铁锂要高不少,同样一个尺寸的电池容量不输给铁锂,但是电压提高了百分之四十几。意味着什么?意味它能量密度比铁锂电池高40%以上,不输给三元,成本比铁锂低。

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