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烟圈o0

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[求助] 富锂锰基正极材料已有2人参与

各位虫友，有没有现在在做富锂锰基正极材料的，分别从研究和产业化的角度来分析一下，到底有没有应用的可能以及主要的缺陷是哪些。如果方便的话，有相应的文献综述麻烦提供一下，先行感谢！！！

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未经省察的人生是不值一提的

1楼2018-09-10 10:30:18

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tomkk88

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【答案】应助回帖

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感谢参与，应助指数 +1
烟圈o0: 金币+50, ★★★★★最佳答案, 非常感谢，有相关的综述文献能发一下吗，谢谢！ 2018-09-10 13:25:00

材料的循环性目前还是一个很大的问题。由于在循环过程中存在着层状向尖晶石的不可逆相转变过程，富锂材料在首次循环后其组成中有一部分是以LiMnO2的形式参与电化学循环过程的，由于结构的变化导致其循环稳定性较差。有报道显示，循环性与库仑效率以及在高电位区间的停留时间和温度有很大的关联。

　　跟LMO的情况类似Mn的溶解也应该是影响循环性的一个重要因素，而且溶解在高电压和高温下会更加明显。当然，电解液氧化造成的界面阻抗增加也是其循环性恶化的一个重要原因。可见，循环性差是多方面问题的综合体现。循环性目前比较好的结果是在全电池里面100% DOD循环200-300次而已，再进一步提高的难度就比较大了。

　　存在明显的电压衰减问题(v o l t a g efade)，电压衰减在前几周较明显，随后的循环中减小，并且随着测试温度和充电电压的身高而更加严重。造成的原因目前还不是很清楚，可能与材料的失序和重排造成的缺陷，过渡金属的迁移以及过高的充电电压都有关系。电压衰减问题将给电池模块的BMS设计带来了相当的难度。“layered-layerdd-spinel” composition 有可能缓解这个问题，但笔者认为这个idea在工业上比较难实现。又存在电压滞后问题(voltagehysteresis)，这样使得它相对于其他正极材料而言能量效率比较低(请注意库仑效率和能量效率的区别)，这对于电动汽车和储能的应用将是个大问题。导致voltage fade 与voltage hysteresis的原因可能有一定的关联，但它们是两个完全不同的概念。
安全性问题很大，在首次充电过程中就伴随着氧气的释放。常规碳酸脂基电解液在4.6V以上分解比较厉害，电解液的氧化导致产气问题非常严重，并且本身在DSC上的放热温度比LCO还低。相关的安全性问题，目前研究得还不是很多。要强调的是，不管是对以3C小电池还是大型动力电池而言，安全性是高于其他任何性能指标处在第一位的。表面包覆改性可以在一定程度上改善安全性，目前效果比较理想的是AlPO4和AlF3包覆，但包覆在产业化生产上仍然比较困难。

　　电解液的匹配问题。材料的工作电压窗口较高，目前商业化的碳酸脂基电解液并不能满足需要，电解液在高电位下氧化非常严重，使得此类材料在全电池中存在严重的产气问题而带来安全隐患。电解液将是制约实际应用的瓶颈因素。