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耐高温长循环锰酸锂在动力电池领域的应用

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-03-01
摘要: 2017年底以来,钴价格不断攀升,目前三元价格已经上涨到20万以上,电池企业成本压力急剧上升,为降低原材料成本,同时为增强电池体系的稳定性和安全性,高容量,高温性能优越的锰酸锂与三元(622或523)掺...
 2017年底以来,钴价格不断攀升,目前三元价格已经上涨到20万以上,电池企业成本压力急剧上升,为降低原材料成本,同时为增强电池体系的稳定性和安全性,高容量,高温性能优越的锰酸锂与三元(622或523)掺用或者单独使用,越来越具有应用潜力。同时在低速电动车,城市物流车受最新国家补贴减少影响,成本控制要求迫切,具有明显价格优势的高容量,耐高温长循环性能优越的锰酸锂越来越具有竞争优势。

湖南海利锂电科技股份有限公司是国有大型企业湖南海利高新技术产业集团有限公司下属企业,拥有上海A股主板上市公司(600731)背景,产品研发由湖南化工研究院功能材料所技术团队承担,从上世纪50年代开始,一直从事选矿(含锰矿),碳酸锰,硫酸锰,化学二氧化锰的研究,依托多年在锰系列产品潜心研发的技术沉淀,推出主打产品动力型锰酸锂101型,该产品依托有自主知识产权的国家“863”计划科技成果,以自主研发的高品质化学二氧化锰为锰源材料,采用先进的工艺生产技术与设备,创新正极材料烧结思路,优化前驱体生成锰酸锂的固相反应过程,制备出的锰酸锂晶体结构稳定,加工性能好,放电容量高,倍率性能、循环性能和高低温性能优异,应用领域广泛,通过单独作为正极材料或与不同三元材料共掺,可实现不同领域的高效应用,已成功应用于城市物流车、城市共享汽车、低速车、小型家用储能系统,太阳能储存系统及大型储能电站。同时在超级电容领域与钛酸锂配合使用,效果也非常优秀。

动力型锰酸锂101型产品,粒度呈规则的正态分布,形貌为规整的球形结构,杂质含量极低,SO42-含量<0.08%,Fe含量小于0.003%,Na+含量<0.03%,具有很好的加工性能,电池搁置性能优异,特别适用于电网、太阳能、风能等储能装置。目前已被国内部分动力电池生产商成功应用。

   

      动力型锰酸锂粒度分布图                动力型锰酸锂SEM图

 

国内某电池生产商将101型锰酸锂应用于电网储能装置,成功制作2-16KWh模块单元电池,电池经长寿命测试,其比容量、循环寿命、电池能量效率等主要指标已超过美国公司同类产品。经第三方测试样机循环3000次(100%DOD)容量衰减<5%。

    

 

某动力电池厂商将101型锰酸锂应用于动力汽车用锂电池,电池表现出良好的充放电效率、高低温性能、倍率性能及搁置性能。电池充放电效率在99.0%以上;-20℃放电容量/常温1C放电容量>85%,55℃放电容量/常温1C放电容量>100%;3C放电容量/1C放电容量>98.5%;室温下将电池充满电后搁置28天,容量保持率≥ 85%;容量恢复率≥ 99%。

 

 

 

动力型锰酸锂充放电效率

 

 

 

 

 

 

 

动力型锰酸锂低温放电性能

 

 

动力型锰酸锂高温放电性能

 

 

动力型锰酸锂倍率放电性能

 

 

动力型锰酸锂搁置性能

 

 

某动力电池厂商将101型锰酸锂应用于太阳能储能装置,电池表现出优异的倍率性能、循环性能和高温循环性能。常温条件下,首次放电比容量大于100 mAh/g,首次放电平台比率大于95%,5C/1C放电容量比率大于97%,1C倍率下3000周循环容量保持率大于80%,5C倍率下2000周循环容量保持率大于80%;60℃高温条件下,1C倍率300周循环容量保持率大于80%,600周循环容量保持率大于73%。 

 

   

    动力型锰酸锂倍率放电性能曲线          动力型锰酸锂高温放电性能曲线

 

某动力汽车厂商将将101型锰酸锂应用于动力汽车用锂电池,电池首放容量高,常温和低温核电状态下电池内阻小,常温循环和高温循环性能优异。1C倍率下首放容量为105.5mAh/g,常温循环2000次后容量保持率大于80%,高温循环300次后容量保持率大于80%,高温搁置60天后容量保持率大于80%。

湖南海利锂电科技股份有限公司16000吨/年规模的锂电正极材料一期工程已经在国家级湖南湘江新区建成,以锰酸锂与三元(NCM)为主,产品涵盖镍钴锰酸锂(NCM)111型,普通523型,高容量532R型(容量155到158),622型, 锰酸锂101型(常温循环3000次以上,高温循环500次以上),102型(容量110以上,压实3.05以上,1C循环500次以上容量保持率80%)、103型(压实3.05以上,1C循环300次以上)、201型(压实3.05以上)和202型锰酸锂(普通型)产品,同时可根据不同的应用领域量身订制不同的正极材料产品,满足不同客户的需求。

 
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