中国锰酸锂产业化发展及技术进步

1、中国锰酸锂锂产业化化发展及及技术进进步 报告人 : 胡国国荣 中南大学冶冶金学院院 湖南南瑞翔新新材料有有限公司司 锂离子电池池正极材材料简介介 1、钴酸锂锂（ LLiCooO 22 ） 2 、 锰锰酸锂（ LiMMn 22 O 4 ） 3 、 镍镍酸锂 （ LLiNiiO 22 ） 4 、 磷磷酸铁锂锂 （ LiFFePOO 4 ） 正极材料的的发展 1 .3 LiMMn 22 O 4 发发展历程程 解决 LiiMn 2 OO 4 发高温温衰减的的方法 结构不稳定定 Jaahn-Telllerr diistoortiion LiMn 2 OO 4 失效原原因之二二 Mn3+ 的溶解解 2MM

2、n3+ ? Mn22+MMn4+ LiMn22O4的的稳定化化 部分取代 Mn(M=CCr,NNi,CCo, Al, B, Mgg, eetc. ) 在材料表面面进行包包覆 在 LiMMn 22 O 4 中中 ， 抑制 Jahhn-TTelller 转移 ， 有有利于晶晶格骨架架稳定和和改善扩扩散性能能 ， 为此 ， 通通过掺杂杂使八面面体 116d 位置中中 Mnn 3+ 减少少到 550 以下下。在选选择掺杂杂剂时，为为了不使使4 VV 领域域减少，应应尽可能能选择能能占据八八面体位位置并与与 Lii + 大致相相同的物物质。 尖晶石 LLiMnn 2 O 44 的理理论容量量为1448

3、mmAh/g ， 其充放放电特性性曲线如如图所示示。在充充放电过过程中出出现两个个很明显显的平台台。就放放电曲线线来说，可可以将放放电曲线线分成两两个区域域 A 和 BB ， A 为为高电压压区，电电压约44.155 V ， BB 为低低电压区区，电压压约4.05 V 。 通过对对晶体结结构随充充放电变变化的研研究发现现，在高高电压区区 A ， 有有2个晶晶格常数数不同的的立方晶晶体尖晶晶石共存存，而在在低电压压区，只只存在一一种立方方晶格的的尖晶石石。随着着锂离子子的嵌入入和脱嵌嵌，晶格格发生膨膨胀和收收缩，容容量不稳稳定的区区域是不不均一的的两相区区域，呈呈现 LL 形曲曲线，稳稳定区域域

4、是均一一固相区区域，呈呈 S 形曲线线。 锰酸锂的性性能与生生产工艺艺 1、层状LLiMnnO2 性能 容量量高 2200 mAhh/g ， 但但衰减快快 合成 高温固相反反应,很很难得到到层状结结构，很很易向尖尖晶石 LiMMn 22 O 4 转转化液相相反应合合成，转转化率低低 2、尖晶石石 LiiMn 2 OO 4 性能 容量量偏低 1100 2000 mmAh/g ， 室温下下衰减慢慢，但高高温下衰衰减快 合成 高温固相反反应，合合成容易易，结构构比较稳稳定 合成原料 锰源：电解解二氧化化锰 LLi 源源: LLi 22 COO 3 , LLiOHH.H 2 OO 1、生产工工艺 高温

5、固相反反应合成成 2、合成设设备 隧道推板窑窑，回转转窑，大大功率微微波炉 3、合成温温度 7700-8500 4、合成原原料 锰源：电解解二氧化化锰, Li 源: Li 2 CCO 33 5 、 合合成气氛氛：空气气 锰酸锂材料料的特点点 优点 1、容量适适中，平平均电压压高，安安全性好好（抗过过充性好好） 2、价格低低廉，原原料来源源广（中中国锰资资源丰富富）合成成容易 是目前锂离离子动力力电池首首先正极极材料 缺点： 循环性能较较差，尤尤其是温温度高于于55 C 时，容容量衰减减特别快快。原因因是循环环过程中中锰酸锂锂结构发发生改变变。 改进措施：掺杂 目前主要掺掺 Coo, CCr,NNi, Al 等。湖湖南瑞翔翔公司采采用稀土土掺杂与与掺钴相相结合所所合成的的多元掺掺杂锰酸酸锂具有有循环性性能好，容容量较高高的特点点。 锰酸锂的应应用 手机电池中中的应用用 钴涨价导致致钴酸锂锂价格高高昂，采采用锰酸酸锂与钴钴酸锂混混合使用用降低成成本小灵灵通等小小功耗移移动电话话电池以以及正常常手机配配送的礼礼品电池池使用纯纯锰酸锂锂电池由由于锰酸酸锂安全全性好，无无须过充充保护，目目前锂电电厂家正正在试制制无保护护电路电电池，如如此可以以大幅度度提高纯纯锰酸锂锂电池容容量矿灯灯电池，家家用应急急灯电池池，电动动玩具电电池 在动力电池池中的应应用 目前用于动动力电池