探究锰酸锂&三元复合材料体系在锂离子电池中如何应用 未来三年锰酸锂需求将跳跃式增加

提高克容量、改善存储性能、常温循环和高温循环性能是未来锰酸锂材料技术发展的主导方向。据统计2018年锰酸锂需求量为4万吨，预计未来三年锰酸锂需求仍将跳跃式增加，预计2019、2020、2021年需求量分别为8万吨、15万吨、20万吨。

2019年4月28日至29日，由SMM主办的《2019年第四届镍钴锂锰产业链峰会》于四川宜宾召开。星恒电源股份有限公司副总裁、工程院院长王正伟为大家演讲了锰酸锂&三元复合材料体系在锂离子电池中的应用。

锰酸锂&三元复合材料体系锂离子电池

新能源汽车市场即将进入无补贴时代，2019年新能汽车补贴政策于2019年3月26日起实施。同2018年相比，性能要求进一步提升，补贴标准大幅度下降。2年内运行不满足2万公里的不予补助，并在清算时扣回预拨资金；过渡期后地方政府不再对新能源汽车（新能源公交车和燃料电池汽车除外）给予购置补贴，转为用于支持充电（加氢）基础设施“短板”建设和配套运营服务等方面。

三元材料掺入锰酸锂可使安全性能提高，一方面，三元Li(NixCoyMnz)O2掺入LiMn2O4后，形成复合材料。其热稳定性要优于纯三元材料。另一方面，在充电的高电压状态下，正极方面，脱锂后结构稳定的LiMn2O4会优先向负极提供Li+从而减缓三元材料的高氧化态恶化情况；负极方面，具有高电压电化学窗口的LiMn2O4会减缓嵌锂态负极的极化程度。从而在一定程度上避免了锂枝晶的形成。综合以上因素，三元材料掺入锰酸锂后，可提高电池的安全性。

目前动力锂离子电池正极材料有三种比较成熟的技术路线：分别是磷酸铁锂、三元材料和三元&锰酸锂（三元为主的多维复合材料）；星恒公司以市场为导向选择兼顾高性能、高安全以及较高性价比的超级锰酸锂体系（锰酸锂为主的多维复合材料）和三元&锰酸锂体系。

整体电芯设计：

锰酸锂&三元复合材料体系在锂离子电池中的应用

21115型号电池是未来物流车和乘用车的主打产品，其中21115-24Ah(主要应用于物流车）——超级锰酸锂；21115-28Ah(主要应用于物流车）——三元&锰酸锂。21115-24Ah常温循环2167次容量保持率是80%。

锰酸锂在电动自行车上的应用中——1765系列，12Ah(主要应用于电动自行车）——超级锰酸锂；14Ah(主要应用于商用电动自行车）——超级锰酸锂。

21115-24Ah既可应用于电动汽车也可以应用于商用电动自行车，在南亚地区也得到了广泛应用。这种“双用”模式大程度地提升了产品利用率，有效的降低了电池成本。21115-20Ah(主要应用于电动自行车）——超级锰酸锂；21115-24Ah(主要应用于商用电动自行车）——超级锰酸锂。

1765-12Ah常温循环1762次容量保持率是70%。

1765-14Ah常温循环2440次容量保持率是80%，3865次容量保持率是70%。

21115-20Ah常温循环2611次容量保持率是70%。

锰酸锂&三元复合材料体系是电动自行车电池的主流技术路线。在电动汽车一些细分领域必占有一席之地。电池回收后，经独有技术修复，常温循环性能可达到1500次以上。2018年，轻型车电池销量800万组，其中国内420万组，国外380万组。加入LMO可提高电池的放电电压平台；加入LMO可改善电池的倍率放电性能；加入LMO可改善电池的低温性能。

锰酸锂&三元复合材料体系锂离子电池具有低成本、高放电平台电压、良好的倍率放电性能以及低温性能。目前普遍应用于小型电子产品、充电宝和其他数码产品中。由于锰酸锂&三元复合材料体系的特殊性能。目前在可充电电动工具中得到了非常广泛的应用。

锰酸锂材料未来的发展趋势

提高克容量、改善存储性能、常温循环和高温循环性能是未来锰酸锂材料技术发展的主导方向。据统计2018年锰酸锂需求量为4万吨，预计未来三年锰酸锂需求仍将跳跃式增加，预计2019、2020、2021年需求量分别为8万吨、15万吨、20万吨。