尖晶石
錳酸鋰材料是一種具有三維鋰離子通道的鋰離子
電池正極材料,具有價格低、電位高、環(huán)境友好、安全性高等優(yōu)點,適合應(yīng)用在電動工具和
電動車的儲能
電池領(lǐng)域。
然而,
錳酸鋰正極材料的高溫循環(huán)性能差,限制了其大規(guī)模應(yīng)用�,F(xiàn)有研究一般認為
錳酸鋰的比表面積是影響其高溫循環(huán)性能的重要因素之一,低的比表面積可以減少
錳酸鋰顆粒與電解液的接觸,從而減少錳元素在電解液中的溶解,提高電池的高溫循環(huán)性能。
因此,
錳酸鋰的形貌控制制備技術(shù)研究成為鋰離子電池材料的研究熱點之一。多年以來,高端
錳酸鋰產(chǎn)品主要由日本企業(yè)制造并應(yīng)用于電動汽車領(lǐng)域,國內(nèi)在這方面的研發(fā)一直沒有取得突破性進展。
中科院寧波材料所劉兆平團隊的研究人員通過大量研究,在
錳酸鋰形貌控制技術(shù)上取得了重要進展,成功研發(fā)出類球形單晶大顆粒
錳酸鋰材料,其(111)晶面和相鄰等價晶面通過無明確棱的曲面相連接(如圖1)。
圖1.
錳酸鋰正極材料形貌控制技術(shù)的發(fā)展
因為錳的溶解一般發(fā)生在(111)面,我們開發(fā)的類球形單晶
錳酸鋰相對于現(xiàn)在市場上流通的正八面體單晶
錳酸鋰,(111)面大大減少,降低了錳的溶解,從而大幅度提高其高溫循環(huán)性能。而且這種類球形的
錳酸鋰具有更大的壓實密度。
類球形
錳酸鋰材料的比表面積僅為0.2m2/g,是常規(guī)
錳酸鋰材料的1/5,其高溫循環(huán)性能達到了國際先進水平(如圖2所示)。此外,該
錳酸鋰材料的制備技術(shù)路線簡單可控,成本低廉,因而產(chǎn)業(yè)化前景很好。目前,該團隊正在進行高溫型
錳酸鋰百公斤級中試實驗。
相關(guān)研究結(jié)果已經(jīng)申請中國發(fā)明專利(CN201110253754.4)和PCT專利(PCT/CN2011/074493),其他相關(guān)研究結(jié)果亦正在申請專利,最終將形成技術(shù)專利群對該創(chuàng)新研究成果予以保護。
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