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锰酸锂离子电池的工作原理以及优缺点分析

2021-06-15   点击量:303

随着社会的快速发展,我们的锰酸锂离子电池也在快速发展,那么你了解锰酸锂离子电池的详细资料解析吗?接下来让小编带领大家来详细地了解有关的知识。


锰酸锂离子电池的应用系统仍以插电式混合动力车为重要应用领域。不容忽视的是,有36种以锰酸锂为重要应用的纯电动客车,占比高达17%。锰酸锂离子电池是锂离子电池的一种。有关锂离子电池的分类,因为它们的负极基本上是碳原料,所以工业上重要的分类方法是基于锂离子电池的正极材料。所谓锰酸锂离子电池是指使用锰酸锂材料作为正极的电池。那么,什么是锰酸锂?它是基于EMD(一种原料,用作无汞碱性锰电池的特殊材料)和碳酸锂(也是一种原料),并经过相应的添加剂混合和烧结等步骤制成的。


除了锂锰氧化物之外,锂钴氧化物和三元锂离子电池正极也都是尖晶石结构,但锂锰氧化物的尖晶石结构与它的两个对应物相比非常有特色,即:优点和缺点都非常突出。它的优点是:耐低温,良好的速率性能以及易于制备。缺点是:材料本身不稳定,要与其他材料混合,高温性能差,循环性能差,衰减快。锰酸锂的这些缺点来自于锰的特性。但是,由于锰的广泛存在,其具有明显的成本优势。


锰酸锂离子电池是指正极使用锰酸锂材料的电池,锰酸锂离子电池其标称电压在2.5~4.2v,锰酸锂离子电池以成本低,安全性好而被广泛使用。


现在,当我们谈论锰酸锂时,我们说它具有尖晶石结构。这是指在锂离子电池中使用时的晶体形状。当锰酸锂不用于锂离子电池中时,它也具有层状结构。相对而言,尖晶石结构比分层结构更稳定(尽管基于化学性质,似乎也可以考虑几何形状不同形状的稳定性),所以尖晶石结构仍在实际应用中使用。


由于锰酸锂材料具有这种独特的特性,人们可以利用其优势并消除其缺点,从而使锰酸锂离子电池可用于不同的领域,通常被称为A型和B型两种用途。A型是指功率电池,重视安全性和循环性能。要求可逆容量为100〜115mAh/g,500次循环后可保持80%的容量。B型重要用于高容量的消费电子产品(移动电话)。一般要求是可逆容量为120mAh/g,但循环性能只要求300至500次后将容量保持在60%。


锰酸锂离子电池的优点是良好的倍率性能,易于制备且成本较低。缺点是由于锰的溶解,高温性能和循环性能差。通过掺铝和烧结造粒,高温性能和循环性能大大提高,基本可以满足实际使用。通常,锰酸锂离子电池具有成本低,稳定性强,低温性能强,高温性能差以及衰减稍快的优点。


所谓锂离子电池寿命是指一段时间后,电池容量衰减至标称容量的70%(室温25°C,标准大气压,0.2C放电时的电池容量),这可以视为生命的尽头。在工业上,循环寿命通常由完全充电和放电的锂离子电池的循环次数来计算。在使用过程中,锂离子电池内部发生不可逆的电化学反应,导致容量降低,例如电解质的分解,活性物质的失活,正负电极结构的塌陷以及还原。插入和提取的锂离子数量等。


锰酸锂材料用作电池中的负极材料。由于其自身的特性,材料和电解质易于相互用途,并且在充放电循环反应期间会发生气体逸出。因此,普通的锰酸锂离子电池容易发生胀气,会导致电池芯鼓胀,电性能也会大大降低,从而大大缩短了锰酸锂离子电池的理论循环寿命。测试数据表明,普通钛酸锂离子电池在约1500-2000次循环后会发生胀气,导致无法正常工作,这也是限制锰酸锂离子电池大规模应用的重要原因。


以上就是锰酸锂离子电池的有关知识的详细解析,要大家不断在实际中积累相关经验,这样才能设计出更好的产品,为我们的社会更好地发展。


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钜大特种电池工程研究院

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