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磷酸锰铁锂是什么材料?磷酸锰铁锂的性能特点

2023-01-03 来源:OFweek锂电网 浏览数:1

磷酸锰铁锂(LiMnxFe1-xPO4)是在磷酸铁锂(LiFePO4)的基础上掺杂一定比例的锰(Mn)而形成的新型磷酸盐类锂离子电池正极材料。通过锰元素的掺杂,一方面使得铁和锰两种元素的优势特点能够有效结合,而另一方面锰和铁在元素周期表中都位于第四周期副族且相邻,具有相近的离子半径以及部分化学性质,故而掺杂不会明显影响原有的结构。

目前,在动力电池领域,主流的应用材料为橄榄石结构的磷酸铁锂和层状的三元镍钴锰材料(NCM),而磷酸锰铁锂作为在磷酸铁锂基础上的正极发展材料,其性能相比二者各有优劣。

相比磷酸铁锂,磷酸锰铁锂的优缺点:

优点:锰高电压的特性使得磷酸锰铁锂具有更高的电压平台,这也导致了在比容量相同时其具有更高的能量密度,在相同条件下能量密度比磷酸铁锂高出 10%-20%。

缺点:在于锰的引入使得材料的导电性能明显降低。同时更高的电压平台也意味着对电解液的要求更高,满足放电特性的电解液种类相对较少。

相比三元NCM材料,磷酸锰铁锂的优缺点:

优点:相比三元NCM材料的层状结构,磷酸锰铁锂具有和磷酸铁锂相同的橄榄石型结构,在充放电过程中结构更加稳定,即便充电过程中锂离子全部嵌出,也不会发生结构崩塌,故而安全性更好,也具有更低的成本。

缺点:在于相比高效的三元材料,磷酸锰铁锂的比容量以及能量密度仍然很低,导电性能方面则是差距更大。而这也导致目前磷酸锰铁锂更多地应用在性能要求相对较低的电动两轮车等小动力领域。

 

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