中國粉體網訊 國家對動力電池能量密度的要求的提升，使得許多企業紛紛開始布局高鎳三元正極材料。高鎳材料的能量密度雖然高，但是對制備技術及存儲環境要求都極為苛刻，這也是高鎳材料發展的最大阻礙。對電極材料的探究一直沒有停過，其中富鋰錳基材料是一種被寄予厚望的正極材料。
什么是富鋰錳基材料？
富鋰錳基正極材料主要有3種不同的表達形式：
從組成上看，富鋰錳基正極材料可以認為是由Li2MnO3與LiMO2(M=Ni，Co，Mn)兩種組分構成。Li2MnO3(也可以寫成Li[Li1/3Mn2/3]O2的形式)與LiMO2的結構具有相似之處，其中氧都是立方緊密堆積，鋰離子和過渡金屬離子占據氧八面體的間隙。
(a)六方LiMO2，(b)單斜Li2MnO3的晶體結構
對富鋰錳基材料結構的認識還存在爭議，比如，材料中LiMO2相和Li2MnO3相是如何分布以及材料是否可以按設計的比例形成。富鋰錳基結構是否與合成條件、鋰含量以及過渡金屬組分等因素密切關聯，還需作進一步深入研究。
富鋰錳基材料為什么被視為下一代鋰動力電池的理想之選？
富鋰錳基材料具有較高的放電比容，幾乎是磷酸鐵鋰的兩倍，如果與硅碳復合材料匹配，電池單體能量密度可達到350Wh•kg-1。
富鋰錳基材料中，錳礦的存在降低了成本，并且改善了材料的穩定性及安全性。
富鋰錳基材料存在的問題
首次不可逆容量高、循環和倍率性能較差，尤其是充放電循環過程中放電中壓不斷降低，阻礙了其實際應用。對結構的認識還存在爭議，如固溶結構還是兩相納米復合結構尚無定論。對材料的脫嵌鋰機制也存在爭議，如材料中的O元素和Mn元素是否可逆地參與電化學反應。為解決這些問題還需要進行大量研究。
富鋰錳基材料的產業布局
2018年7月17日，工信部公示了申報第310批《道路機動車輛生產企業及產品公告》新產品，共有428款新能源汽車產品申報。在428款新能源車型中配套磷酸鐵鋰電池的有253款、三元電池115款、錳酸鋰電池34款、鋰離子電池有(未注明類型)13款、鈦酸鋰電池7款、多元復合鋰4款、氫燃料電池6款、富鋰錳基電池2款。
本批公告首次出現了富鋰錳基電池技術路線，由浙江遨優動力系統有限公司(下稱遨優動力)提供配套，這是富鋰錳基電池首次提供配套，也是國內富鋰錳基電池在新能源汽車領域的首次配套應用。這意味著富鋰錳基電池已經從量產走向批量供貨，正式開啟富鋰錳基電池在新能源汽車領域的應用新篇章。
今年5月，遨優動力宣布其首款富鋰錳動力電池通過國家強檢，這也是我國第一款通過國家強檢的富鋰錳動力電池。目前遨優動力穩定量產的富鋰錳基電池已達到200-220Wh/kg的能量密度，預計2018年量產能量密度將達260Wh/kg。
除遨優動力外，江特電機量產富鋰錳基材料的技術已達國際先進水平，制造工藝也已申請了專利；此外，國軒高科有一項富鋰錳基正極材料的制備方法發明專利。富鋰錳基正極材料的前途可期。
