富鋰錳基材料也許將取代目前在市場上風(fēng)頭正勁的磷酸鐵鋰，成為未來國內(nèi)動力鋰電池正極材料發(fā)展的主流方向。這是上周在北京舉行的2011鋰電池關(guān)鍵材料技術(shù)與產(chǎn)業(yè)投資論壇上傳出的信息。北京大學(xué)工學(xué)院能源與資源工程系教授夏定國指出，與磷酸鐵鋰相比，富鋰錳基材料具有成本低、容量高、無毒安全等優(yōu)點，能夠滿足鋰電池在小型電子產(chǎn)品和電動汽車等領(lǐng)域的使用要求。
據(jù)夏定國介紹，已上報國務(wù)院的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)劃（2011～2020年）》提出，到2015年我國動力電池系統(tǒng)能量密度達(dá)到120瓦時/千克以上，到2020年要達(dá)到200瓦時/千克以上。目前現(xiàn)有的磷酸鐵鋰材料能量密度參數(shù)最好的僅為120瓦時/千克左右，而富鋰錳基材料實驗數(shù)據(jù)能達(dá)到220瓦時/千克，比磷酸鐵鋰高出約一倍。
據(jù)了解，磷酸鐵鋰作為動力電池四大正極材料中的小字輩，出現(xiàn)的時間并不長。2005年7月，國內(nèi)開發(fā)出大容量磷酸鐵鋰電池，其安全性能與循環(huán)壽命超過鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳，在當(dāng)時被認(rèn)為是最適合用于動力電池的正極材料。但在國際上，前十大汽車廠家沒有一家采用磷酸鐵鋰電池作為主要產(chǎn)業(yè)化方向，日本、美國和歐洲也都是以錳系和鎳系材料為主。“這是因為除了熱穩(wěn)定性和常溫循環(huán)性能優(yōu)異外，磷酸鐵鋰電池存在一些固有的缺陷。”山東青島新正鋰業(yè)有限公司總經(jīng)理孫玉城分析了癥結(jié)所在。
孫玉城指出，首先，磷酸鐵鋰電池充放電循環(huán)時容易引起電池內(nèi)部的短路；其次，磷酸鐵鋰材料和磷酸鐵鋰電池在幾種正極材料體系中制備工藝最復(fù)雜，其一致性和穩(wěn)定性也最難控制，由此導(dǎo)致磷酸鐵鋰電池配組后的實際循環(huán)壽命與它的理論循環(huán)壽命2000次相差甚遠(yuǎn)。再次，在幾種動力型鋰電池體系中，磷酸鐵鋰單位能量密度成本最高，但能量密度最低。
國內(nèi)對富鋰錳基材料的研究自去年起開始升溫，制備技術(shù)基本采用液相共沉淀法，與國外技術(shù)差距不大。但由于我國沒有富鋰錳基材料的原始專利，在降低首次充放電不可逆容量、提高材料循環(huán)壽命和倍率性能等方面基本沿用了國外的相關(guān)技術(shù)，受到專利方面的制約，尚未實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
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