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    王正偉:錳酸鋰技術新路線

    發布日期:2021-07-08

    核心提示:王正偉:錳酸鋰技術新路線

    鋰電現場圖3


    7月7日,2021中國國際鋰電產業大會(簡稱金磚鋰電論壇)在上海汽車會展中心順利召開。本屆金

    磚鋰電會議為期兩天,主題為以“新技術、新應用、新發展”為主題,采用“會議論壇+展覽展示

    +體驗營銷”三位一體的創新模式,多項重點活動同期同地舉辦,充分協同聯動,品牌效應和影響力

    大幅提升。

    星恒電源股份有限公司電池研究院院長王正偉出席論壇并發表主題演講——《錳酸鋰技術新路線》。

     王正偉

    以下為演講實錄:

     

        錳酸鋰這個體系實際上有很多年的應用了,因為它比較安全,成本比較低,性能比較好。傳統的錳

    酸鋰,主要問題還是循環壽命相對比較差。這幾年我們在錳酸鋰的上游材料做了一些工作,把錳酸鋰

    的循環壽命得到明顯改善。接下來給大家講講我這兩三年做的工作。

        錳酸鋰這個材料1981年就發現,該材料工作電壓高、安全性好、價格低廉、環境友好,成為鋰離

    子電池正極材料常用的商用化材料之一。早些年像日本的LEAF采用錳酸鋰體系,市場表現特別好,特

    別是在安全性這塊。星恒2003年成立,一直專注于錳酸鋰體系的電池制造。根植于輕型車、電動車等

    移動交通領域,輕型車電池銷售量超過1600多萬組。

        傳統的錳酸鋰靠摻雜,Mn位是陽離子摻雜,O位是陰離子摻雜,改善錳酸鋰的壽命。第二種方法

    是表面包覆。這些技術手段會大幅增加成本。未來電池的競爭是非常厲害的,性能是一個基本要求,

    市場對成本是非常敏感的。我們看傳統錳酸鋰,第一周的變化沒怎么開裂,第10周和第25周,發現傳

    統錳酸鋰顆粒表面出現裂紋。

       我們有一種新的方法,從礦做成硫酸猛,硫酸猛直接分解,采用一種尖晶石型的單晶顆粒,保留了

    伴生低價態元素。對于循環有好處的伴生元素,我們不除雜。對于單晶四氧化三錳和單晶錳酸鋰,不

    用摻雜,一次煅燒,制成尖晶石型的單晶錳酸鋰。錳酸鋰因為自帶摻雜元素,顆粒表面比較小。我們

    兩三年的實踐結果,循環性能可以提升
    1倍以上,制作成本大幅下降。

        分析它的形貌,我們發現明顯是單晶的點征。我們看單晶錳酸鋰的表面狀況。第10周,表面非常完

    好。第25周,表面仍然沒有開裂的現象。我們做單晶錳酸鋰扣電,500周保持93.6%,循環壽命是非

    常好的。

        我們把它做成全電池進行表征,80%的單晶錳酸鋰,采用20%的三元。容量衰減到80%的時候可

    以做到2000次循環,如果75%左右的話,我們可以做到2500次,到70%結束的話,是超過3000次的

    循環。

        我們2019年和2020年,從小試到中試,我們發現循環壽命的一致性還是一樣的。后面我們又做二

    次壽命實驗,2500次的時候,我們把電池重新補充電解液,再做循環壽命。800多次的容量衰減

    2.6%,第二次循環壽命,容量衰減是非常小的。

        高溫循環的話,同樣是二八比例,我們2019年做的實驗,高溫45度,到70%結束的話是達到1000

    次。傳統的,像這種比例的話,高溫循環應該在500次左右,循環壽命提升1倍。

        我們還做了70%的錳酸鋰,三元和負鋰材料。我們做了2100周,容量保持率還有81.7%,循環壽

    命是非常棒的。我們看這種配方的高溫循環,到70%結束的話,我們可以做1700次的循環。這種方

    案,高溫循環實際上操作很多磷酸鐵鋰的高循環,非常強勁的性能。

        我們跟日本某個公司的單晶錳酸鋰做了對比,前些年日本對于錳酸鋰的研究是非常深的。我們做了

    常溫循環,日本的錳酸鋰到
    80%結束的話,可以做到2500次。我們看它高溫45度的循環,到75%結

    束的話,大概在600次。單晶錳酸鋰純用的話,我看常溫循環和高溫循環都是超過日本錳酸鋰的。所

    以說,我們做單晶錳酸鋰的性能應該是非常好的。

        我們做一個展望,低成本的猛礦到四氧化三猛的前軀體工藝,低成本合成單晶錳酸鋰。循環性能可

    以提升
    1倍以上,在移動交通、儲能領域,我認為未來會采用一個最佳的技術路線之一,最佳性價比

    技術路線從電芯到PACK。

        最近這兩年我也在研究怎么把電池外形和技術路線能夠打造360度無死角的低成本技術方案,我們

    在進行一些探索。未來關于更低成本的電芯、更低成本的PACK、更好性能的表現,我認為今天我們

    的工作應該做的比較好。

    下一步,這種材料的大規模應用,我的計劃是在今年四季度到明年,錳酸鋰的材料體系都要往單

    晶方向發展,能夠給終端消費者帶來更好的體驗,為動力電池的發展做一點貢獻。謝謝大家!

    (注:本文根據現場速記整理,未經演講嘉賓審閱,僅作為參考資料,請勿轉載?。?/span>

     

       


     
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