磷酸錳鋰離子電池正極材料的優勢及現狀剖析

　　先看兩則關于磷酸錳鋰正極材料的最新報道：一是中科院寧波材料所宣布，經過該所動力與儲能電池技術研究團隊兩年多的研究和工藝探索，已研發出高性能的磷酸錳鋰離子電池正極材料，二是在剛剛結束的“AABC2012”上，GS湯淺公司也宣布開發出了磷酸錳鋰離子電池正極材料。

　　與磷酸鐵鋰離子電池一樣，磷酸錳鋰也屬于橄欖石型結構的磷酸鹽系鋰離子電池正極材料，這種材料的安全性和循環壽命高于傳統的層狀結構正極材料鈷酸鋰和三元材料。但正在廣泛使用的磷酸鐵鋰3.4V的電位限制了電池能量密度的提升，而磷酸錳鋰具有4.1V的高電位。因此，在同等容量發揮下，磷酸錳鋰離子電池的能量密度可以比磷酸鐵鋰離子電池提高20%左右。

　　中科院寧波材料所制作的磷酸錳鋰18650圓柱電池與同型號的磷酸鐵鋰離子電池相比具有如下優勢：

　　1、放電容量為1100mAh，放電電壓為3.9V，能量密度高出20%。

　　2、循環壽命性能好，1C常溫循環150周后，鋰離子電池容量無分明衰減。

　　3、高倍率性能：40C繼續放電的電池容量保持率為1C的90%。

　　4、低溫性能：在-20℃下以0.2C放電，容量發揮為常溫（25℃）下的97.6%，即使在-40℃下放電，容量發揮也可達到位61.5%。

　　5、安全性能：通過3C-10V過充和穿刺等安全探測，不起火，不燃燒。

　　這些良好的性能是由于寧波材料所通過材料改進，處理了以往存在于磷酸鐵鋰離子電池的電子電導率差和鋰離子擴散系數低的瓶頸。材料所并未提出詳盡的工藝措施，倒是GS湯淺說出了要怎么樣提高能量密度和電子電導率的辦法：1、在磷酸鐵鋰粒子上傾覆碳，2、構建連接磷酸錳鋰粒子的碳網絡，通過這兩個措施，其容量密度提高到132mAh/g。

　　目前，國際上將磷酸錳鋰作為新一代高能量密度動力鋰離子電池正極材料，一旦研發取得沖破，形成低成本規模化制備工藝技術，必將搶占磷酸鐵鋰離子電池市場份額，同時也將擠壓錳酸鋰離子電池和三元鋰離子電池的市場空間。除了上述兩家機構，瑞士HPL公司和日本住友大阪水泥公司也在近期開展了磷酸錳鋰離子電池正極材料的研發工作。

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