登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
现在越来越多的人意识到,氧缺陷是LMO高温循环衰减的一个主要原因,因为LMO高温循环衰减总是伴随着Mn的化合价减小而增加的。笔者认为,如何减少锰酸锂中引起歧化效应的Mn3+的数量而增加起结构稳定性的Mn4+,是改进LMO高温缺陷的几乎唯一的方法。
使得经过循环或者存储后的LMO表面生成Li2Mn2O4或者Mn平均化合价低于3对于LMO而言,高温循环和存储性能不佳是阻碍其大规模应用的最主要障碍。LMO高温性能不佳一般认为主要是由以下几个原因引起的:
①Jahn-Teller效应及钝化层的形成,.5的缺陷尖晶石相。由于表面畸变的四方晶系与颗粒内部的立方晶系不相容,破坏了结构的完整性和颗粒间的有效接触,从而影响Li+扩散和颗粒间的电导性而造成容量损失。
②氧缺陷,当尖晶石缺氧时在4.0V和4.2V平台会同时出现容量衰减,并且氧的缺陷越多电池的容量衰减越快。此外,尖晶石结构中氧的缺陷也会削弱金属原子和氧原子之间的键能,而加剧锰的溶解。引起尖晶石锰酸锂循环过程中氧缺陷主要来自两个方面,一方面是合成条件造成尖晶石中氧低于标准化学计量比,另外一方面是在高温条件下LMO对电解液有一定的催化作用,使得尖晶石失氧。
③Mn的溶解,电解液中存在的痕量水分会与电解液中的LiPF6反应生成HF,导致LiMn2O4发生歧化反应Mn2+溶到电解液中,并且尖晶石结构被破坏,Mn的溶解机理如下图所示。溶解在电解液中的Mn2+在石墨负极表面被还原成金属Mn而催化分解SEI膜破坏负极界面,一部分Mn堵塞石墨嵌锂通道,甚至还有一部分Mn沉积在Cu箔和负极涂层的界面上而造成负极剥离,这些因素都导致LMO电池容量衰减,甚至出现电池容量“跳水”而迅速失效的现象。④电解液在高电位下分解,在LMO表面形成Li2CO3薄膜使电池极化增大,从而造成尖晶石LiMn2O4在循环过程中容量衰减。
现在越来越多的人意识到,氧缺陷是LMO高温循环衰减的一个主要原因,因为LMO高温循环衰减总是伴随着Mn的化合价减小而增加的。笔者认为,如何减少锰酸锂中引起歧化效应的Mn3+的数量而增加起结构稳定性的Mn4+,是改进LMO高温缺陷的几乎唯一的方法。如果从这个角度来看,无论是添加过量的锂或者掺杂各种改性元素都是为了达到这一目的。具体而言,针对LMO高温性能的改进措施包括:
●杂原子掺杂,包括阳离子掺杂和阴离子掺杂。已经研究过的阳离子掺杂元素包括Li,Mg,Al,Ti,Cr,Ni,Co等,实验结果表明这些金属离子掺杂或多或少都会对LMO的循环性能有一定改善,其中效果最明显的是Al。Al掺杂的LiMn2O4脱锂后形成的LiAlO2-MnO2固溶体比MnO2有更高的热稳定性。笔者个人认为,金属离子的掺杂实际上是抑制了尖晶石锰酸锂在合成过程中氧缺陷的产生,使得材料在充电过程中,整个高低压区域内都是单相反应,而不是结构不稳定的两相区域。阴离子掺杂,研究得较多的是F和S,一些实验结果也证实阴离子掺杂对改善循环性能也是有效的,但是因为阴离子掺杂一般比较困难而且对炉窑腐蚀较大,据笔者了解到的情况仅仅只有少数几家公司采用了F掺杂。
●形貌控制。LMO的晶体形貌对Mn的溶解有着重大影响。对于尖晶石LMO而言,前驱体和合成条件不同可以得到多种多晶面的LMO,常见的晶体形貌有八面体和多面体。研究表明,锰的溶解主要发生在(111)晶面上,因此如何减小(111)面从而减少高温储藏过程中锰的溶解,是改善其高温循环性的关键。有研究表明,多面体单晶LMO的(111)面比八面体的(111)面的比例要小,锰在电解液中的溶解量比八面体晶形低40%左右。因此在控制氧缺陷基础上,可以通过控制单晶锰酸锂微观形貌的球形化来减小锰酸锂的(111)晶面的比例,从而减少Mn的溶解。此外,单晶还可以减小材料表面积以降低颗粒与电解液的接触面积,从而减少在电解液中Mn的溶解和其它副反应的发生。单晶颗粒可以获得更高的电极压实密度,对提高电池能量密度有益,因此目前综合性能比较好的高端改性LMO都是单晶颗粒。
●表面包覆。既然Mn的溶解是LMO高温性能差的主要原因之一,那么在LMO表面包覆一层能够导通Li+的界面层而机械隔离电解液与LMO的接触,就可以改善LMO的高温存储和循环性。表面包覆Al2O3经过热处理以后,会在尖晶石颗粒表面形成了LiMn2-xAlxO4的固溶体,提高了晶体结构的稳定性改善了LMO的高温循环性能和储存性能,还提高了倍率性能。但是由于在工业化生产中往往很难实现LMO表面Al2O3的均匀包覆而影响实际效果,所以表面包覆在LMO实际生产上并不常用。近几年发展起来的ALD技术可以实现LMO表面非常均匀地包覆数个原子层厚度的Al2O3,但是ALD包覆会造成LMO每吨5千到1万元的成本增加,因此如何降低成本仍然是ALD技术实用化的前提条件。
●电解液优化组分。试验表明,电解液和电池工艺的匹配对LMO性能的发挥至关重要。由于电解液中的HF是导致Mn溶解的罪魁祸首,因此在电解液中添加酰胺化合物以抑制HF生产对提高LMO性能是有益的。另外,添加正极成膜添加剂,比如联苯、二苄、甲基吡咯、噻吩以及一些芳香族化合物,都可以抑制Mn的溶解。因此,LMO高温性能的发挥与电解液的匹配密切相关,目前已经有电解液厂家开发出了专供LMO使用的特种电解液。
●与二元/三元材料共混。LMO与NCA/NMC共混是动力电池一个比较现实的解决方案。比如日产Leaf就是在LMO里面共混11%NCA,GM的Volt也是加入了22%的NMC与LMO混合作为正极材料。关于共混正极材料,笔者将在随后的章节专门进行探讨。
笔者这里要强调的是,我们不能仅仅从LMO材料本身来考虑问题,因为正尖晶石LMO稳定性的提高与LMO电池高温性能的改善虽然相关,但并不是同一个概念。引起LMO电池高温性能衰减的原因除了正极材料的结构因素之外,最直接的原因是溶解的Mn离子对于石墨负极的毒化。而Mn离子的溶解又与正极材料和电解液的相互作用直接相关,所以做好正极和电解液的匹配降低Mn的溶解程度从而减少对负极的破坏,是解决LMO高温性能的基本途径。也就是说LMO电池需要综合考虑正极、电解液和负极的整体匹配和相互作用问题,这就需要我们站在系统的高度进行电芯生产工艺的设计。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
动力电池出货量同比增长41%,储能电池出货量增长120%。高工产研锂电研究所(GGII)初步调研数据显示,2025Q1中国锂电池出货量314GWh,同比增长55%。其中动力、储能电池出货量分别为210GWh、90GWh,同比增长分别为41%、120%。2024-2025Q1中国锂电池出货量(GWh)说明:动力锂电池含乘用车、商用车、工程
IEA数据显示,2024年,全球电动汽车销量增长25%至1700万辆,电池年需求量首次突破1TWh;全球电池产能达3TWh,如果目前官宣项目全部建成,未来5年,电池产能有望再增加3倍。近日,国际能源署(IEA)发布最新报告指出,随着需求的急剧上升以及价格持续的下降,全球电池市场规模正在快速扩张。IEA数据显示
北极星储能网获悉,近日,贵州大龙开发区北部工业园区的贵州嘉尚新能源材料有限公司年产25万吨锂离子电池正极材料产业园项目二期的厂房钢结构主体已全部完工,项目整体综合完成率达96%左右,现正在做一些收尾工作,室内在进行吊顶装修、地坪硬化等,室外在进行附属设施施工,包含室外管网、室外绿化、
日前,国际能源署(IEA)指出,随着市场需求日益增长和技术的日益标准化,全球电池产业正在进入一个新的发展阶段,可能进一步整合,同时由政府主导的电池供应链的多元化举措也在重塑格局。随着市场需求急剧上升和价格的持续下降,全球电池市场规模正在快速扩张。2024年电动汽车销量增长了25%,达到1700
行业概况锂电材料指为锂电池的生产过程中所需的各种原材料,能够决定电池的性能、安全性、寿命和成本。目前锂电池由正极、负极、电解质、电解质盐、胶粘剂、隔膜、正极引线、负极引线、中心端子、绝缘材料、安全阀、正温度系数端子(PTC端子)、负极集流体、正极集流体、导电剂、电池壳等构成,锂电材
步入3月,锂电行业整体延续了积极的发展的势头。根据行业数据,下游电池厂排产需求高涨,推动整体电芯排产量大涨15%。其中,动力电池的增长更是亮眼,涨幅高达18%!此外,正极、负极、隔膜及电解液等关键环节的排产也呈现不同程度上涨。那么,3月行业排产具体数据究竟如何?本文中,真锂新媒对行业内核
正极材料竞争升级,锰、硫技术路线谁能突围?2025年,固态电池产业正在经历更为深刻的变革。固态电池技术的推进、规模化制造需求的提升,以及终端市场对高性能电池的需求不断增长,共同驱动着以锰系、硫系为代表的新型正极材料体系加速成型,传统锂电池正极材料体系迎来重大革新。当前,9系高镍三元材
根据行业标准制修订计划,相关标准化技术组织已完成《锂离子电池正极材料单位产品能源消耗技术要求》等4项行业标准的制修订工作。在以上标准批准发布之前,为进一步听取社会各界意见,现予以公示,截止日期2025年3月14日。标准编号:SJ/T12001-2025标准名称:锂离子电池正极材料单位产品能源消耗技术要
近日,研究机构EVTank、伊维经济研究院联合中国电池产业研究院共同发布了2025年度锂离子电池四大主要材料行业发展白皮书。EVTank数据显示,2024年度,中国锂离子电池四大主要材料总产值3472.4亿元,同比下滑24.8%,已经连续两年出现同比下滑。据EVTank分析,2024年度,中国锂离子电池四大主要材料的出
储能创造价值,市场牵引发展。历经2023年来行业疯狂“内卷”和价格血拼,我国储能产业逐渐从“卷价格”、“卷产能”,开始走向“卷技术”、“卷价值”的新型竞争轨道。低端劣质产能的市场出清加速,头部与二三线企业的行业分化加剧,电力市场改革推动的储能市场化盈利机制亦正在形成,云计算、AI人工智
近日,研究机构EVTank联合伊维经济研究院相继发布了2025年度锂离子电池四大主要材料行业发展白皮书。EVTank数据显示,2024年度,中国锂离子电池四大主要材料总产值3472.4亿元,同比下滑24.8%,已经连续两年出现同比下滑。EVTank发布的数据显示,2024年度中国锂离子电池四大主要材料的出货量均出现较大
全固态锂电池通过以固态电解质替代易燃的有机电解液,并兼容高容量锂金属负极,有望实现远超传统液态锂离子电池的安全性和能量密度,并实现在极低温、高温等极端环境下的应用。然而,目前固态电解质本身的锂离子传输稳定性及析锂(锂离子在电解质内部得电子被还原)引发的短路问题,仍是制约全固态电池
在新能源行业,从来没有一种电池能解决所有问题。大储追求低度电成本和长循环寿命;工商储注重模块化灵活配置,同时兼顾高安全性和经济性;动力电池聚焦快充、高能量密度和超长循环——不同的场景,对电池性能的要求不甚相同。如果试图用单一技术路线满足所有需求,就像用同一把钥匙开所有的锁,结果只
作者:叶涛1王怡君2唐子龙1潘国梁2单位:1.清华大学材料学院;2.上海国缆检测股份有限公司引用:叶涛,王怡君,唐子龙,等.全钒液流电池电解液容量衰减及草酸恢复研究[J].储能科学与技术,2025,14(3):1177-1186.DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0838本文亮点:1.通过dQ/dV等电化学特性曲线和化学滴定
北极星储能网获悉,5月16日,位于湖南省长沙市宁乡经开区,举行2025湖南-粤港澳大湾区经贸交流会新能源产业链“校友回湘”专场活动,宁乡经开区在会上作产业推介。从立园之初,宁乡经开区就选择以先进储能材料产业作为产业主攻方向,目前已形成“东有宁德,西有宁乡”的双宁格局,产业规模占湖南省53
2025年5月15日-17日,蜂巢能源携全球领先的叠片技术解决方案亮相中国国际电池技术展览会(CIBF2025),以产品创新与制造升级为核心,展现动储能领域的技术制高点。在同期举办的“先进电池前沿技术研讨会”上,蜂巢能源高级副总裁张放南从#x200C;产品、制造、质量三大维度#x200C;系统阐释了叠片技术的全
在近期举办的电池行业年度盛会“第十七届中国国际电池技术交流会(CIBF2025)”上,深圳市尊光固态电池有限公司展出全球能量密度最高的水系镍基安全电池。水系电池是指以水为电解液的二次电池。相较于有机物电解液电池,水系电池具有安全环保、易于回收利用和使用维护成本低等诸多优势,但其能量密度较
5月16日,欣旺达动力产品线总经理何轩博士应邀出席CIBF2025第十七届深圳国际电池展,重磅发布欣旺达动力闪充电池4.0全新超充电池产品矩阵:全球首款1400A闪充电池欣星驰2.0,1min极充150km#x2B;,油电同速、快无止境;欣星驰2.0长续航版,兼顾6C峰值倍率,800km#x2B;续航,打造超充长续航产品标杆;增
电芯已成为当下市场经济发展的主要推手,技术也亟需突破。2025年,储能电芯已进入深度洗牌与技术博弈的产业周期;与此同时,新能源汽车高速发展正在倒逼动力电池向“更严苛的安全标准”、“更全面的性能提升”方向进行着“质”的跃迁;此外,低空经济的推进下,激活了eVTOL电池市场。在这场电芯产业竞
近日,位于河北唐山曹妃甸工业区钢铁电力园区的中冶新材料项目二期整体已完工75%,预计2025年上半年完成施工,即将进入设备安装阶段。“中冶新材料项目”是中冶集团抓住新能源汽车行业爆发式增长的市场机遇,依托自身矿产资源优势和动力锂电池正极材料的综合技术优势打造的关键项目。项目共分两期建设
北极星储能网获悉,近日,5月12日,中美日内瓦经贸会谈联合声明:双方同意大幅降低双边关税水平。美方取消共计91%的加征关税,中方相应取消91%的反制关税;美方暂停实施24%的“对等关税”,中方也相应暂停实施24%的反制关税。消息出来后,对于出口美国的储能企业而言,总算是能松了口气。目前,中国储
2024年,中国锂电池材料行业在产能结构性过剩与需求增速减缓的多重压力下,交出了一份“量增价跌”的答卷。GGII统计了2024年中国38家主要锂电材料上市企业财务数据,以剖析行业发展态势。01行业全景:营收普降,利润分化加剧2024年,中国锂电材料企业整体业绩承压,四大主材营收合计均出现下滑,其中正
北极星储能网获悉,5月20日富临精工在互动平台回答投资者提问时表示,公司磷酸铁锂正极材料主要应用于新能源汽车动力电池,也可以用于储能领域。公司将以市场和客户需求为导向,积极布局新能源锂电正极材料产业,后续将根据客户需求持续推进技术和产品升级,满足客户和市场多元化需求。
北极星储能网获悉,5月21日,龙蟠科技发布投资者关系活动记录表,回答投资者公司在正极材料、钠电池、固态电池等方面的布局。龙蟠科技表示,本次公司推出的4代一烧高压密磷酸铁锂正极材料采用特殊的一次烧结工艺,在性能、成本、环保多个维度实现行业突破。产品具有超高压实性能,压实密度可以达到2.62
北极星储能网获悉,5月20日,龙蟠科技在投资者互动平台上表示,针对三元和固态电池,公司旗下的全资子公司三金锂电专注于固态电池前驱体的研发和生产。目前针对固态电池的高镍前驱体和富锂锰基前驱体正在和客户展开验证,三金锂电还推出了针对固态电池量身开发的D系列高镍三元前驱体材料,通过元素掺杂
自从磷酸铁锂于2023年进入亏损周期后,行业何时触底就是一个老生常谈的话题了,也是一个行业一直期望却一再落空的话题。根据ICC鑫椤锂电统计,2025年以来,除了2月份受春节放假影响,月度出货量在百吨级以上的样本企业,月度合计产能利用率是节节攀升的。湖南裕能、富临升华几乎满产,安达科技、万润新
北极星储能网获悉,5月19日,五矿新能在投资者互动平台上表示,公司专注于高效电池材料的研究、生产与销售,拥有锂电多元材料前驱体和正极材料、磷酸铁锂正极材料完整产品体系。根据国家战略导向、行业客户需求和企业发展需要,在新能源汽车动力电池、3C数码电池、储能电池等领域提供高性能、高性价比
近日,百思凯新能源(上海)有限公司正式签署总投资32亿元的“动力电池高值化利用零碳工厂项目”,项目落地江苏淮安工业园区,标志着长三角新能源产业协同发展迈入新阶段。本项目总占地面积380亩,建成后将实现年处理30万吨退役动力电池、年产2万吨电池级碳酸锂、10万吨再生电池级磷酸铁的战略目标,同
北极星储能网获悉,5月19日,天力锂能集团股份有限公司发布股东减持股份的预披露公告。持有天力锂能集团股份有限公司股份7,692,307股,占公司总股本比例6.48%的股东安徽高新投新材料产业基金合伙企业计划自本公告披露之日起15个交易日后的未来3个月内以集中竞价方式、大宗交易方式减持本公司股份不超过
北极星储能网获悉,5月19日消息,宁新新材在投资者关系活动中表示,公司高纯石墨使用在钠电池的正极材料和负极硬碳材料烧结,代表客户有钠能时代、容钠、钠科、珈钠、英钠等。在固态电池中,主要应用于固态电解质,因目前这个行业技术保密,且没有完全产业化,与客户签的合同有保密要求。
北极星储能网获悉,5月19日晚间,万润新能发布公告,称近日与宁德时代签订协议,向宁德时代提供磷酸铁锂产品,2025年5月至2030年预计总供货量约132.31万吨。湖北万润新能源科技股份有限公司自2025年5月起按照协议约定供应量向宁德时代新能源科技股份有限公司提供符合要求的磷酸铁锂产品,2025年5月-203
北极星储能网获悉,5月16日,位于湖南省长沙市宁乡经开区,举行2025湖南-粤港澳大湾区经贸交流会新能源产业链“校友回湘”专场活动,宁乡经开区在会上作产业推介。从立园之初,宁乡经开区就选择以先进储能材料产业作为产业主攻方向,目前已形成“东有宁德,西有宁乡”的双宁格局,产业规模占湖南省53
北极星储能网获悉,当升科技发布公告公司2024年年度权益分派方案为以现有总股本506,500,774股为基数,向全体股东每10股派2.000000元人民币现金(含税)。本次权益分派股权登记日2025年5月19日,除权除息日2025年5月20日。此外,4月29日,当升科技(芬兰)新材料有限公司首期项目奠基仪式在芬兰科特卡市举
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!