制约锰酸锂离子电池应用的因素介绍

锰酸锂材料在电池中作为负极材料使用，由于其自身特性的原因，材料与电解液之间容易发生相互用途并在充放循环反应过程中出现气体析出，因此普通的锰酸锂离子电池容易发生胀气，导致电芯鼓包，电性能也会大幅下降，极大地降低了锰酸锂离子电池的理论循环寿命。测试数据表明，普通的钛酸锂离子电池在经过1500-2000次左右的循环就会发生胀气的现象，导致无法正常使用，这也是制约锰酸锂离子电池大规模应用的一个重要原因。

锰酸锂离子电池性能改进是单个材料的性能的提升以及各关键材料的有机整合的综合体现。针对快速充电与长使用寿命的要求，除负极材料以外，还要针对锂离子电池的其他关键原材料（包括正极材料、隔膜、以及电解液），同时结合特殊的工程化工艺相关经验，最终形成了不胀气的钛酸锂LpTO电池产品，并首先实现了在电动公交客车上的批量应用。

测试数据表明，在6C充电，6C放电，100%DOD的条件下，锰钛酸锂LpTO单体电池的循环寿命超过25000次，剩余容量超过80%，同时电芯出现的胀气现象不明显，不影响其寿命；而快速充电纯电动公交的实际应用情况也表明，在电池成组以后，电性能的表现也相当优异，可以保证纯电动公交客车的日常商业化运营。

从物理学角度来讲材料费米能级决定了其工作平台电压，石墨做负极时和金属锂相差0.2伏，这样磷酸铁锂离子电池工作电压是3.2V，钴酸锂离子电池工作电压是3.6伏，锰酸锂是3.8V，镍锰酸锂是把其中四分之一锰拿镍取代，镍价态可以发生变化，带来效果是什么？是电压平台的升高，比磷酸铁锂和三元电池有优势。大家了解今天后补贴时代对新能源汽车和储能应用来讲磷酸铁锂离子电池变的更加有价值，终于等到市场开始说了算而非补贴说了算的时候。磷酸铁锂离子电池的价值大家都了解，目前磷酸铁锂离子电池单体最高比能量做到180Wh/Kg，电池包已经做到150Wh/Kg，最近客车电池项目再努力一下单体可做到200Wh/Kg，系统要做到170Wh/Kg，我要看看三元电池包很能做到多高，这个很有意思，接着就是说价格，单体电池价格有的做到0.6~0.7元，很便宜了，再加上长寿命高安全，三元如何和铁锂争？我觉得这个材料有不错的机会。因为跟铁锂比的话，同样用石墨负极，电池电压从3.2伏升到4.5伏，一下提高百分之四十几，虽然材料克比容量比铁锂要稍低一点，但是材料密度比铁锂要高不少，同样一个尺寸的电池容量不输给铁锂，但是电压提高了百分之四十几。意味着什么？意味它能量密度比铁锂离子电池高40%以上，不输给三元，成本比铁锂低。