錳酸鋰電池的技術(shù)參數(shù)

 

輸出電壓范圍：2.5~4.2v標(biāo)稱容量：7500mAh

 

標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)放電電流：0.2C

 

最大持續(xù)放電電流：1C

 

工作溫度：充電：0~45℃

 

放電：-20~60℃

 

引線型號：國標(biāo)線UL3302/26#，線長50mm白色線為10KNTC

 

保護(hù)板參數(shù)：（各參數(shù)可根據(jù)客戶產(chǎn)品設(shè)置）

 

過充保護(hù)電壓/每串4.28±0.025V

 

過放保護(hù)電壓2.4±0.1V

 

過流值：2~4A

 

錳酸鋰電池的應(yīng)用體系仍以插電混動為主要的應(yīng)用領(lǐng)域，不容忽視的是以錳酸鋰為主要應(yīng)用的純電動客車車型擁有36個，在錳酸鋰配套的車型中占比達(dá)到17%。將錳酸鋰應(yīng)用到純電動客車車型中最多的北汽新能源，其次是廈門金龍和南車，此外，中通、宇通、揚子江、安凱、申龍、亞星等都在純電動客車車型中開始錳酸鋰的應(yīng)用。

 

錳酸鋰電池能量密度

 

錳酸鋰是以EMD（一種原材料，曾用作無汞堿錳電池專用材料）和碳酸鋰（亦為原料），配合相應(yīng)的添加物，經(jīng)過混料、燒結(jié)等步驟生產(chǎn)而成。

 

除了錳酸鋰，鈷酸鋰和三元鋰電池正極也都是尖晶石結(jié)構(gòu)，但錳酸鋰這種尖晶石結(jié)構(gòu)與它的這兩個同類相比性格非常鮮明，即：優(yōu)缺點均十分突出。其優(yōu)點是：耐低溫、倍率性能好、制備比較容易，缺點是：材料本身不穩(wěn)定，需配以其它材料混合使用、高溫性能差、循環(huán)性能差、衰減快。錳酸鋰的這些缺點由錳的特性而來。不過，由于錳的廣泛存在，使其具有明顯的成本優(yōu)勢。

 

因為錳酸鋰材料是有如此鮮明的特點，所以，人們便利用其優(yōu)點、抑制其缺點，使錳酸鋰電池應(yīng)用于不同的領(lǐng)域，通常稱為A類與B類兩個應(yīng)用。A類是指用于動力電池，重點考慮安全與循環(huán)性能，要求是可逆容量在100~115mAh/g，500次循環(huán)后可保持80%容量。B類主要用于消費電子（手機(jī)類），其特點是高容量，一般要求是可逆容量在120mAh/g，但循環(huán)性能只要求經(jīng)過300~500次保持60%的容量。

 

制約錳酸鋰電池應(yīng)用的因素

 

錳酸鋰材料在電池中作為負(fù)極材料使用，由于其自身特性的原因，材料與電解液之間容易發(fā)生相互作用并在充放循環(huán)反應(yīng)過程中產(chǎn)生氣體析出，因此普通的錳酸鋰電池容易發(fā)生脹氣，導(dǎo)致電芯鼓包，電性能也會大幅下降，極大地降低了錳酸鋰電池的理論循環(huán)壽命。測試數(shù)據(jù)表明，普通的鈦酸鋰電池在經(jīng)過1500-2000次左右的循環(huán)就會發(fā)生脹氣的現(xiàn)象，導(dǎo)致無法正常使用，這也是制約錳酸鋰電池大規(guī)模應(yīng)用的一個重要原因。

 

錳酸鋰電池性能改進(jìn)是單個材料的性能的提升以及各關(guān)鍵材料的有機(jī)整合的綜合體現(xiàn)。針對快速充電與長使用壽命的要求，除負(fù)極材料以外，還要針對鋰電池的其他關(guān)鍵原材料（包括正極材料、隔膜、以及電解液），同時結(jié)合特殊的工程化工藝經(jīng)驗，最終形成了不脹氣的鈦酸鋰LpTO電池產(chǎn)品，并首先實現(xiàn)了在電動公交客車上的批量應(yīng)用。

 

測試數(shù)據(jù)表明，在6C充電，6C放電，100%DOD的條件下，錳鈦酸鋰LpTO單體電池的循環(huán)壽命超過25000次，剩余容量超過80%，同時電芯產(chǎn)生的脹氣現(xiàn)象不明顯，不影響其壽命;而快速充電純電動公交的實際應(yīng)用情況也表明，在電池成組以后，電性能的表現(xiàn)也相當(dāng)優(yōu)異，可以保證純電動公交客車的日常商業(yè)化運營。

 

從物理學(xué)角度來講材料費米能級決定了其工作平臺電壓，石墨做負(fù)極時和金屬鋰相差0.2伏，這樣磷酸鐵鋰電池工作電壓是3.2V，鈷酸鋰電池工作電壓是3.6伏，錳酸鋰是3.8V，鎳錳酸鋰是把其中四分之一錳拿鎳取代，鎳價態(tài)可以發(fā)生變化，帶來效果是什么？是電壓平臺的升高，比磷酸鐵鋰和三元電池有優(yōu)勢。大家知道今天后補(bǔ)貼時代對新能源汽車和儲能應(yīng)用來講磷酸鐵鋰電池變的更有價值，終于等到市場開始說了算而非補(bǔ)貼說了算的時候。磷酸鐵鋰電池的價值大家都知道，目前磷酸鐵鋰電池單體最高比能量做到180Wh/Kg，電池包已經(jīng)做到150Wh/Kg，最近客車電池項目再努力一下單體可做到200Wh/Kg，系統(tǒng)要做到170Wh/Kg，我要看看三元電池包很能做到多高，這個很有意思，接著就是說價格，單體電池價格有的做到0.6~0.7元，很便宜了，再加上長壽命高安全，三元如何和鐵鋰爭？我覺得這個材料有不錯的機(jī)會。因為跟鐵鋰比的話，同樣用石墨負(fù)極，電池電壓從3.2伏升到4.5伏，一下提高百分之四十幾，雖然材料克比容量比鐵鋰要稍低一點，但是材料密度比鐵鋰要高不少，同樣一個尺寸的電池容量不輸給鐵鋰，但是電壓提高了百分之四十幾。意味著什么？意味它能量密度比鐵鋰電池高40%以上，不輸給三元，成本比鐵鋰低。