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新一代正极材料——磷酸锰锂
时间:2019-10-28 09:48:46  来源:  作者:

中国粉体网讯  磷酸锰锂正极材料具有能量密度高、成本低、安全性高和热稳定性好等优点,目前已成为锂电产业界研究的热点,有望成为继磷酸铁锂之后的新一代正极材料。

 

磷酸锰锂结构及性能

 

 

LiMnPO4正极材料的晶体结构

 

LiMnPO4属于橄榄石型结构,正交晶系,空间群为Pnma。其晶胞参数为a=1.04448nm,b=0.61018nm,c=0.47313nm,每个晶胞中有4个LiMnPO4单元。晶体骨架由MnO6八面体及PO4四面体组成。

 

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磷酸锰锂的优点

 

在目前所报道的一系列正极材料中,LiMnPO4正极材料具有4.1V的高电位,比LiFePO4提高0.7V,且处于现有电解液的稳定电化学窗口。据相似的放电比容量和压实密度测算,LiMnPO4电池的能量密度较LiMnPO4提高约20%,达190Wh·kg-1,且LiMnPO4价格更便宜。与锰酸锂相比,LiMnPO4具有相近的工作电压,但能量密度更高、高温循环寿命更长。与三元材料相比,LiMnPO4十大杀号专家具有相似的能量密度,但更安全、价格更低。

 

磷酸锰锂的缺点

 

橄榄石结构的LiMnPO4存在一些固有缺陷制约着其发展和应用。表现在以下几个方面:

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(2)LiMnPO4与电解质会发生副反应,生成产物Li4P2O7等,随着材料充放电次数的增加,LiMnPO4会逐渐失去活性;

(3)脱锂后形成的磷酸锰(MnPO4)会受到Jahn-Teller效应影响,晶体结构从八面体变成立方相,压缩锂脱嵌通道,造成结构上的不可逆变化;

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(4)表面包覆,通过在材料表面复合导电碳、金属氧化物层等,提高材料的离子/电子电导率,阻止LiMnPO4与电解液直接接触。

 

中国新一代磷酸锰锂正极材料产业化技术研发及其高能动力电池应用示范”项目验收

 

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