经过这几年的实践,以磷酸铁锂为主导的路线在中国锂离子电池行业中分歧越来越大。能量密度不高,使用寿命不长,衰减速度过快,安全性不高,这些缺点都已经显现出来。在以三元材料,富锰正极材料越来越被人们重视的同时,一些正极材料生产企业已经开始研究在锰基基础上的复合材料电池。
到2015年我国动力电池系统能量密度达到120瓦时/千克以上,到2020年要达到200瓦时/千克以上。目前现有的磷酸铁锂材料能量密度参数最好的仅为120瓦时/千克左右,而富锂锰基材料实验数据能达到220瓦时/千克,比磷酸铁锂高出约一倍。
富锂锰基固溶体优势是:1、放电容量高;2、质量能量密度大;3、价格便宜;4、来源丰富。但目前仍存在一系列问题:1、首次放电效率很低;2、材料循环过程有析氧,带来安全隐患(同时也会导致库伦效率低);3、循环寿命很差;4、高温性能很差;5、倍率性能偏低。而作为动力电池最关键的条件就是循环寿命,而富锂锰基也因结构不稳定,合成难等一系列现实问题,迟迟难以在市场上大批量上市。
目前解决这种材料问题的手段很多:包覆、酸处理、掺杂、预循环、热处理等方法,但是这些方法只能在某些方面提升材料的性能,还没有完全之策。
可以看见,富锂锰基正极材料的问题仍然存在,前景虽美好,但是离应用还有很远的路要走,国内虽有不少企业已有相关专利,但由于上述等方面的问题,暂时无法量产,目前看来,三元材料的高电压和高容量来的更为现实些,也更可操作些,三元的811、NCA以及单晶化都是很有前景的产品。