近期,鋰電池新技術(shù)方面消息不斷,斯特蘭磷酸鐵錳鋰已完成中試和試生產(chǎn)。“其實(shí)早在幾年前天津斯特蘭能源科技有限公司就開(kāi)發(fā)出此產(chǎn)品并送比亞迪小樣,現(xiàn)在已完成車間的中試和試生產(chǎn)。”該公司副總經(jīng)理李積剛介紹。比亞迪董事長(zhǎng)王傳福介紹,能量密度將較現(xiàn)有磷酸鐵鋰電池提升超過(guò)60%,達(dá)到三元材料水平,同時(shí)由于利用錳替代現(xiàn)有的鈷、鎳等高價(jià)金屬,成本將大幅下降。據(jù)悉,LG集團(tuán)旗下LG化學(xué)能源也正研發(fā)電動(dòng)汽車電池,續(xù)航能力是目前市場(chǎng)上大部分電池的兩倍。
天津斯特蘭能源科技有限公司副總經(jīng)理李積剛介紹,磷酸鐵錳鋰?yán)碚撋先萘颗c磷酸鐵鋰相同,為170mAh/g,但它相對(duì)于Li+/Li的電極電勢(shì)為4.1V,遠(yuǎn)高于磷酸鐵鋰的3.4V,且位于有機(jī)電解液體系的穩(wěn)定電化學(xué)窗口。4.1V的高電位使得磷酸錳鋰具有潛在的高能量密度的優(yōu)點(diǎn),這是它相對(duì)于磷酸鐵鋰的最大優(yōu)勢(shì),如果磷酸錳鋰的實(shí)際容量發(fā)揮到與磷酸鐵鋰相同的程度,其能量密度將比磷酸鐵鋰提高35%,與電壓相當(dāng)?shù)腻i酸鋰相比,其能量密度也可以提高20%以上。另外,磷酸錳鋰原料成本低,對(duì)環(huán)境友好,因此電池和材料的市場(chǎng)前景非常廣闊。
李積剛介紹,為解決磷酸錳鐵鋰的導(dǎo)電性問(wèn)題,斯特蘭采用包覆碳同時(shí)結(jié)合體相鐵摻雜來(lái)制備出具有較高電化學(xué)活性的磷酸錳鐵鋰材料,材料的晶相結(jié)構(gòu)完整。包覆碳在一方面抑制顆粒的長(zhǎng)大,而減小鋰離子的擴(kuò)散距離,另一方面碳具有優(yōu)良的導(dǎo)電性,有利于電子的傳輸,提高材料的電子電導(dǎo)率。體相摻雜鐵,從根本上改善材料的導(dǎo)電性,從而獲得更高的可逆容量和充放電效率。
李積剛說(shuō),目前斯特蘭已完成車間的中試和試生產(chǎn),中試效果比較理想:0.1C,克容量可達(dá)到132mAh/g,電壓3.94V;在生產(chǎn)線批量試產(chǎn)后,0.1C克容量可達(dá)到128mAh/g,電壓為3.96V,多次循環(huán)后,容量和電壓無(wú)衰減現(xiàn)象。
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,正極材料由于占鋰離子電池制造成本比重超過(guò)40%,且性能直接決定鋰電池整體性能,這將是鋰電池技術(shù)突破的關(guān)鍵。從行業(yè)發(fā)展路徑看,在錳酸鋰、三元材料逐步搶占傳統(tǒng)鈷酸鋰材料市場(chǎng)份額以及磷酸鐵錳鋰技術(shù)不斷成熟背景下,錳系產(chǎn)品在正極材料中的應(yīng)用比例提升趨勢(shì)明顯,結(jié)合我國(guó)電解錳產(chǎn)能全球占比超過(guò)90%,技術(shù)方向符合我國(guó)產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)。
天津斯特蘭能源科技有限公司副總經(jīng)理李積剛介紹,磷酸鐵錳鋰?yán)碚撋先萘颗c磷酸鐵鋰相同,為170mAh/g,但它相對(duì)于Li+/Li的電極電勢(shì)為4.1V,遠(yuǎn)高于磷酸鐵鋰的3.4V,且位于有機(jī)電解液體系的穩(wěn)定電化學(xué)窗口。4.1V的高電位使得磷酸錳鋰具有潛在的高能量密度的優(yōu)點(diǎn),這是它相對(duì)于磷酸鐵鋰的最大優(yōu)勢(shì),如果磷酸錳鋰的實(shí)際容量發(fā)揮到與磷酸鐵鋰相同的程度,其能量密度將比磷酸鐵鋰提高35%,與電壓相當(dāng)?shù)腻i酸鋰相比,其能量密度也可以提高20%以上。另外,磷酸錳鋰原料成本低,對(duì)環(huán)境友好,因此電池和材料的市場(chǎng)前景非常廣闊。
李積剛介紹,為解決磷酸錳鐵鋰的導(dǎo)電性問(wèn)題,斯特蘭采用包覆碳同時(shí)結(jié)合體相鐵摻雜來(lái)制備出具有較高電化學(xué)活性的磷酸錳鐵鋰材料,材料的晶相結(jié)構(gòu)完整。包覆碳在一方面抑制顆粒的長(zhǎng)大,而減小鋰離子的擴(kuò)散距離,另一方面碳具有優(yōu)良的導(dǎo)電性,有利于電子的傳輸,提高材料的電子電導(dǎo)率。體相摻雜鐵,從根本上改善材料的導(dǎo)電性,從而獲得更高的可逆容量和充放電效率。
李積剛說(shuō),目前斯特蘭已完成車間的中試和試生產(chǎn),中試效果比較理想:0.1C,克容量可達(dá)到132mAh/g,電壓3.94V;在生產(chǎn)線批量試產(chǎn)后,0.1C克容量可達(dá)到128mAh/g,電壓為3.96V,多次循環(huán)后,容量和電壓無(wú)衰減現(xiàn)象。
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,正極材料由于占鋰離子電池制造成本比重超過(guò)40%,且性能直接決定鋰電池整體性能,這將是鋰電池技術(shù)突破的關(guān)鍵。從行業(yè)發(fā)展路徑看,在錳酸鋰、三元材料逐步搶占傳統(tǒng)鈷酸鋰材料市場(chǎng)份額以及磷酸鐵錳鋰技術(shù)不斷成熟背景下,錳系產(chǎn)品在正極材料中的應(yīng)用比例提升趨勢(shì)明顯,結(jié)合我國(guó)電解錳產(chǎn)能全球占比超過(guò)90%,技術(shù)方向符合我國(guó)產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)。