高电压尖晶石镍锰酸锂材料和电池(五)

高电压镍锰酸锂材料的商业化应用,通过替换现有电池体系的正极,搭配石墨负极,可实现能量密度提升30%-50%,成本下降20%-30%。若与高电压负极如钛酸锂或铌酸钛结合,能量密度与磷酸铁锂/石墨电池持平,但体积能量密度能提升30-40%。结合含硅负极,能进一步提升能量密度。

首先,在电压平台方面,尖晶石型镍锰酸锂的7V平台电压比锰酸锂的4V高出15%以上,这意味着它能够提供更高的能量密度。其次,在循环稳定性方面,尖晶石型镍锰酸锂在高温下的表现更佳,这使得它在实际应用中具有更长的使用寿命。因此,尖晶石型镍锰酸锂在锂离子电池正极材料中具有重要的应用价值。

尖晶石型镍锰酸锂是在尖晶石型锰酸锂基础上发展起来的,与锰酸锂一样是具有三维锂离子通道的正极材料,可逆容量为147mAh/g,与锰酸锂的差不多,但电压平台为7V左右,比锰酸锂的4V电压平台要高出15%以上,且高温下的循环稳定性也比原有的锰酸锂有了质的提升。

基于对锰酸锂性能的改善和提高,通过适当的元素掺杂,尖晶石型镍锰酸锂材料得以开发。这种材料在保持尖晶石锰酸锂的基本框架结构和电化学性能优势的同时,改变锂离子的脱嵌/嵌入电位,实现比容量与锰酸锂相同,电压平台比锰酸锂高15%以上的5V级锂离子正极材料。

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