鉅大LARGE | 點擊量:2044次 | 2021年03月26日
錳酸鋰離子電池相關(guān)知識介紹
錳酸鋰離子電池的技術(shù)參數(shù)
輸出電壓范圍:2.5~4.2v標(biāo)稱容量:7500mAh
標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)放電電流:0.2C
最大持續(xù)放電電流:1C
工作溫度:充電:0~45℃
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
放電:-20~60℃
引線型號:國標(biāo)線UL3302/26#,線長50mm白色線為10KNTC
保護(hù)板參數(shù):(各參數(shù)可根據(jù)客戶產(chǎn)品設(shè)置)
過充保護(hù)電壓/每串4.280.025V
過放保護(hù)電壓2.40.1V
過流值:2~4A
錳酸鋰離子電池的應(yīng)用體系仍以插電混動為重要的應(yīng)用領(lǐng)域,不容忽視的是以錳酸鋰為重要應(yīng)用的純電動客車車型擁有36個,在錳酸鋰配套的車型中占比達(dá)到17%。將錳酸鋰應(yīng)用到純電動客車車型中最多的北汽新能源,其次是廈門金龍和南車,此外,中通、宇通、揚(yáng)子江、安凱、申龍、亞星等都在純電動客車車型中開始錳酸鋰的應(yīng)用。
錳酸鋰離子電池能量密度
錳酸鋰是以EMD(一種原材料,曾用作無汞堿錳電池專用材料)和碳酸鋰(亦為原料),配合相應(yīng)的添加物,經(jīng)過混料、燒結(jié)等步驟生產(chǎn)而成。
除了錳酸鋰,鈷酸鋰和三元鋰離子電池正極也都是尖晶石結(jié)構(gòu),但錳酸鋰這種尖晶石結(jié)構(gòu)與它的這兩個同類相比性格非常鮮明,即:優(yōu)缺點均十分突出。其優(yōu)點是:耐低溫、倍率性能好、制備比較容易,缺點是:材料本身不穩(wěn)定,需配以其它材料混合使用、高溫性能差、循環(huán)性能差、衰減快。錳酸鋰的這些缺點由錳的特性而來。不過,由于錳的廣泛存在,使其具有明顯的成本優(yōu)勢。
因為錳酸鋰材料是有如此鮮明的特點,所以,人們便利用其優(yōu)點、抑制其缺點,使錳酸鋰離子電池應(yīng)用于不同的領(lǐng)域,通常稱為A類與B類兩個應(yīng)用。A類是指用于動力鋰電池,重點考慮安全與循環(huán)性能,要求是可逆容量在100~115mAh/g,500次循環(huán)后可保持80%容量。B類重要用于消費電子(手機(jī)類),其特點是高容量,一般要求是可逆容量在120mAh/g,但循環(huán)性能只要求經(jīng)過300~500次保持60%的容量。
制約錳酸鋰離子電池應(yīng)用的因素
錳酸鋰材料在電池中作為負(fù)極材料使用,由于其自身特性的原因,材料與電解液之間容易發(fā)生相互用途并在充放循環(huán)反應(yīng)過程中出現(xiàn)氣體析出,因此普通的錳酸鋰離子電池容易發(fā)生脹氣,導(dǎo)致電芯鼓包,電性能也會大幅下降,極大地降低了錳酸鋰離子電池的理論循環(huán)壽命。測試數(shù)據(jù)表明,普通的鈦酸鋰離子電池在經(jīng)過1500-2000次左右的循環(huán)就會發(fā)生脹氣的現(xiàn)象,導(dǎo)致無法正常使用,這也是制約錳酸鋰離子電池大規(guī)模應(yīng)用的一個重要原因。
錳酸鋰離子電池性能改進(jìn)是單個材料的性能的提升以及各關(guān)鍵材料的有機(jī)整合的綜合體現(xiàn)。針對快速充電與長使用壽命的要求,除負(fù)極材料以外,還要針對鋰離子電池的其他關(guān)鍵原材料(包括正極材料、隔膜、以及電解液),同時結(jié)合特殊的工程化工藝相關(guān)經(jīng)驗,最終形成了不脹氣的鈦酸鋰LpTO電池產(chǎn)品,并首先實現(xiàn)了在電動公交客車上的批量應(yīng)用。
測試數(shù)據(jù)表明,在6C充電,6C放電,100%DOD的條件下,錳鈦酸鋰LpTO單體電池的循環(huán)壽命超過25000次,剩余容量超過80%,同時電芯出現(xiàn)的脹氣現(xiàn)象不明顯,不影響其壽命;而快速充電純電動公交的實際應(yīng)用情況也表明,在電池成組以后,電性能的表現(xiàn)也相當(dāng)優(yōu)異,可以保證純電動公交客車的日常商業(yè)化運(yùn)營。
從物理學(xué)角度來講材料費米能級決定了其工作平臺電壓,石墨做負(fù)極時和金屬鋰相差0.2伏,這樣磷酸鐵鋰離子電池工作電壓是3.2V,鈷酸鋰離子電池工作電壓是3.6伏,錳酸鋰是3.8V,鎳錳酸鋰是把其中四分之一錳拿鎳取代,鎳價態(tài)可以發(fā)生變化,帶來效果是什么?是電壓平臺的升高,比磷酸鐵鋰和三元電池有優(yōu)勢。大家了解今天后補(bǔ)貼時代對新能源汽車和儲能應(yīng)用來講磷酸鐵鋰離子電池變的更加有價值,終于等到市場開始說了算而非補(bǔ)貼說了算的時候。磷酸鐵鋰離子電池的價值大家都了解,目前磷酸鐵鋰離子電池單體最高比能量做到180Wh/Kg,電池包已經(jīng)做到150Wh/Kg,最近客車電池項目再努力一下單體可做到200Wh/Kg,系統(tǒng)要做到170Wh/Kg,我要看看三元電池包很能做到多高,這個很有意思,接著就是說價格,單體電池價格有的做到0.6~0.7元,很便宜了,再加上長壽命高安全,三元如何和鐵鋰爭?我覺得這個材料有不錯的機(jī)會。因為跟鐵鋰比的話,同樣用石墨負(fù)極,電池電壓從3.2伏升到4.5伏,一下提高百分之四十幾,雖然材料克比容量比鐵鋰要稍低一點,但是材料密度比鐵鋰要高不少,同樣一個尺寸的電池容量不輸給鐵鋰,但是電壓提高了百分之四十幾。意味著什么?意味它能量密度比鐵鋰離子電池高40%以上,不輸給三元,成本比鐵鋰低。
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