[01688024]锰酸锂锂离子电池正极材料产业化

因传统锂离子电池阴极材料存在安全性及价格高等弱点，开发以锰为主体的锂离子电池正极材料是锂离子电池领域的热点课题。我国锰资源丰富，以锰氧化物作锂离子电池电极材料更有意义。但是，长期困扰锰酸锂应用的主要技术难题是锰酸锂材料在电池工作过程中锰易溶解。另外，锰酸锂材料在合成过程中，颗粒很难烧结长大，材料粒度很难控制，这也给电池生产过程带来难度。锰酸锂的容量偏低，这也是影响锰酸锂材料应用的重要因素之一。为解决这些难题，我们从以下几个方面入手：我们通过引入影响锰酸锂晶粒长大的晶体生产促进剂，通过广泛筛选，我们寻找到了可促进锰酸锂晶粒长大的添加剂，在这些添加剂的作用下，提高了锂及锰在烧结过程中的扩散速度，从而加快了材料颗粒的长大，在此基础上，再利用常规的机械粉碎与分级设备对产品的材料的粒度进行控制，利用该方法的优势是，防止了锰酸锂材料颗粒的不完全烧结引起的颗粒团聚，从而提高了材料的振实密度，同时优化了的颗粒度分布，在一定程度上提高了锂离子电池电极的稳定性，从而总体提高电池的循环性能。通过控制锰酸锂材料中的氧空位，来降低材料的中锰溶解的速度。在生产过程中，我们建立了电极材料的生产过程中的气氛控制方法，依据材料合成过程中气氛的变化过程，控制了电极材料合成过程中的氧分压，从而对材料中锰的价态进行了严格控制。所生产的锰酸锂产品在1C放电速率下的放电比容量达到98mAh/g，300次循环的平均容量衰减率小于0.07﹪，55C下循环100次的平均容量衰减率小于0.3﹪，振实密度达到2.23g/cm3为了进一步提高锰酸锂材料的容量，近两年来，我们进行了富锂锰酸锂材料的研究，材料容量达到140mAh/g。近年来，可再生能源已成为各国能源政策的主要内容，据日本富士的经济预测，到2010年电动车市场将超过1000亿美元，折算电动车电池年需求将达300亿美元。目前，全球大约有6亿辆燃油汽车，因此动力蓄电池的市场容量非常巨大。锂离子动力蓄电池巨大的中、远期潜在市场也孕育着锰酸锂巨大潜在市场。尽管磷酸铁时材料也是较理想的动力锂离子电池正极材料，但是因其合成成本高、振实密度低以及电压低等不足，因此在未来的动力锂离子电池市场中，将会出现锰酸锂与磷酸铁锂共存的局面，并在不同的应用场合发挥各自的优势。