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中科院寧波所成功研發(fā)高溫型錳酸鋰正極材料

時(shí)間:2014-07-03 15:43來(lái)源:cbcu 作者:日光

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尖晶石錳酸鋰材料是一種具有三維鋰離子通道的鋰離子電池正極材料，具有價(jià)格低、電位高、環(huán)境友好、安全性高等優(yōu)點(diǎn)，適合應(yīng)用在電動(dòng)工具和電動(dòng)車的儲(chǔ)能電池領(lǐng)域。
　　然而，錳酸鋰正極材料的高溫循環(huán)性能差，限制了其大規(guī)模應(yīng)用。現(xiàn)有研究一般認(rèn)為錳酸鋰的比表面積是影響其高溫循環(huán)性能的重要因素之一，低的比表面積可以減少錳酸鋰顆粒與電解液的接觸，從而減少錳元素在電解液中的溶解，提高電池的高溫循環(huán)性能。
因此，錳酸鋰的形貌控制制備技術(shù)研究成為鋰離子電池材料的研究熱點(diǎn)之一。多年以來(lái)，高端錳酸鋰產(chǎn)品主要由日本企業(yè)制造并應(yīng)用于電動(dòng)汽車領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)在這方面的研發(fā)一直沒(méi)有取得突破性進(jìn)展。
　　中科院寧波材料所劉兆平團(tuán)隊(duì)的研究人員通過(guò)大量研究，在錳酸鋰形貌控制技術(shù)上取得了重要進(jìn)展，成功研發(fā)出類球形單晶大顆粒錳酸鋰材料，其(111)晶面和相鄰等價(jià)晶面通過(guò)無(wú)明確棱的曲面相連接(如圖1)。

圖1. 錳酸鋰正極材料形貌控制技術(shù)的發(fā)展

因?yàn)殄i的溶解一般發(fā)生在(111)面，我們開(kāi)發(fā)的類球形單晶錳酸鋰相對(duì)于現(xiàn)在市場(chǎng)上流通的正八面體單晶錳酸鋰，(111)面大大減少，降低了錳的溶解，從而大幅度提高其高溫循環(huán)性能。而且這種類球形的錳酸鋰具有更大的壓實(shí)密度。
類球形錳酸鋰材料的比表面積僅為0.2m2/g，是常規(guī)錳酸鋰材料的1/5，其高溫循環(huán)性能達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平(如圖2所示)。此外，該錳酸鋰材料的制備技術(shù)路線簡(jiǎn)單可控，成本低廉，因而產(chǎn)業(yè)化前景很好。目前，該團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)行高溫型錳酸鋰百公斤級(jí)中試實(shí)驗(yàn)。

圖2. 錳酸鋰正極材料的高溫循環(huán)曲線

　　相關(guān)研究結(jié)果已經(jīng)申請(qǐng)中國(guó)發(fā)明專利(CN201110253754.4)和PCT專利(PCT/CN2011/074493)，其他相關(guān)研究結(jié)果亦正在申請(qǐng)專利，最終將形成技術(shù)專利群對(duì)該創(chuàng)新研究成果予以保護(hù)。

(責(zé)任編輯：admin)

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