鋰電池正極材料錳酸鋰的發(fā)展現(xiàn)狀及制備方法

來源：存能電氣  日期：2019-11-05 10:57  瀏覽量：次

　　鋰電池正極材料錳酸鋰的發(fā)展現(xiàn)狀及制備方法。錳酸鋰作為使用歷史比較長的一種鋰電池材料，其安全性高，尤其抗過充能力強(qiáng)，是一大突出優(yōu)點(diǎn)。錳酸鋰的缺點(diǎn)是長期循環(huán)穩(wěn)定性、高溫循環(huán)穩(wěn)定性及儲(chǔ)存性能差。預(yù)判未來錳酸鋰在鋰電池正極材料的比重將會(huì)不斷提升。

　　鋰電池正極材料錳酸鋰的發(fā)展現(xiàn)狀

　　鋰電池市場的競爭進(jìn)一步白熱化。正極材料作為鋰電池的關(guān)鍵材料，是眾多巨頭爭奪的主戰(zhàn)場。相比磷酸鐵鋰在三元材料前的日漸勢弱，錳酸鋰憑借其性能穩(wěn)定、價(jià)格低廉，在近幾年仍穩(wěn)步增長。

　　近年來，我國錳酸鋰產(chǎn)量逐年增加，其在正極材料中的占比也不斷提高，錳酸鋰是研究較早的鋰電池正極材料，具有價(jià)格低廉、安全性好、耐過充性好、易于合成的優(yōu)勢，是最具發(fā)展前途的動(dòng)力鋰電正極材料之一。

　　從我國鋰電池正極材料細(xì)分產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看，我國鈷酸鋰的市場份額較大，占比達(dá)到50.16%；其次是三元材料，市場份額為22.80%；錳酸鋰位居第三，市場份額為19.84%；磷酸鐵鋰的市場份額為6.84%，位居第四。

　　在鋰電池材料的大家庭中，錳酸鋰處境一直頗為尷尬。論應(yīng)用，錳酸鋰比不上“正極材料鼻祖”鈷酸鋰在3C領(lǐng)域的廣泛；論安全性，錳酸鋰比不上安全性能凸出，循環(huán)壽命高的磷酸鐵鋰；論能量密度，錳酸鋰不及如今風(fēng)頭正盛的三元材料。由于錳酸鋰各方面都不凸出的性能，以及長期不高的市場占有率，其關(guān)注度一直不高。

　　鋰電池正極材料錳酸鋰制備方法

　　1.高溫固相法。基本工藝流程為：混料→焙燒→研磨→篩分→產(chǎn)品。

　　2.熔融浸漬法。其在固相法制備尖晶石型錳酸鋰中是較好的一種方法，能夠得到電化學(xué)性能優(yōu)良的正極材料，但由于操作復(fù)雜，條件較為苛刻，因而不利于工業(yè)化。

　　3.微波合成法。其用于材料的合成與傳統(tǒng)的高溫固相法明顯不同。利用該方法進(jìn)行制備具有優(yōu)良的電化學(xué)性能材料，可以大大縮短了合成反應(yīng)時(shí)間。

　　4.水熱合成法。采用水熱合成法合成的鋰電池正極材料LiMn2O4，晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，晶態(tài)勻整，因此合成的物質(zhì)具有優(yōu)異的物理與電化學(xué)性能。

　　5.共沉淀法。研究表明，與固相反應(yīng)相比，共沉淀法制備的鋰電池材料不僅電化學(xué)容量更高，循環(huán)壽命更長，而且該方法工藝簡單，操作簡便，反應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。

　　6.溶膠凝膠法。其實(shí)際上是共沉淀法的一個(gè)分支，制得的LiMn2O4具有優(yōu)異的物理和電化學(xué)性能，但是由于成本高等問題，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。

　　總結(jié):價(jià)格低廉但性能均衡的錳酸鋰正極，在三元鋰電池材料價(jià)格居高不下的背景下，顯得極具性價(jià)比。從長遠(yuǎn)來看，在發(fā)展高能量密度的趨勢、產(chǎn)品原材料上升和下游補(bǔ)貼下降等多重壓力下，錳酸鋰正極如何仍擁有一方天地，這是科研人員和產(chǎn)業(yè)資本需要共同思考的問題。