当前位置：首页>>科技资源>>新材料
新材料
电池正极材料锰酸锂生产技术
一、项目简介
    锂离子电池的政正极主要是钴酸锂，由于钴金属资源匮乏，价格昂贵，特别是目前的钴价格持续上涨，给锂离子电池生产企业带来巨大的压力，而且由于安全原因等钴酸锂不适宜作为锂离子动力电池的正极材料。具有尖晶石结构的锰酸锂是除钴酸锂外开发最早的正极材料，是一种安全性比钴酸锂更加优越的正极材料，也是技术较为成熟，使用比较普遍的正极材料。而且，锰的资源比钴要丰富（尤其是中国，储量居世界第三），价格低廉，对环境友好，同时，锰酸锂具有放电电压高，技术成熟，安全性好，具有其他层状结构正极材料所不能比拟的高倍率充放电能力等优点，因而目前在推广锂离子动力电池方面，锰酸锂具有很大优势。虽然比容量相对较低，但动力电池本身体积较大并不构成明显弱点。锰酸锂为正极材料组装的锂离子电池具有很好的安全性和热稳定性。因此，无论从价格还是从安全性考虑，锰酸锂作为新一代正极材料不仅在小型锂离子电池中逐步得到应用，而且在电动汽车用大型动力锂离子电池中也具有非常显著地有事和良好的应用前景。
    随着信息产业和便携式电子产品的迅速发展，锂离子电池的需求也在逐年快速增长。对于锂离子电池来说，正级材料无论在成本还是在性能方面都占有非常重要的地位。尖晶石结构的锰酸锂具有资源丰富、成本低、安全性好、耐过充、污染小、易回收再利用等优点，其工业化应用对于降低锂离子电池成本、拓宽应用领域十分有益。由此可见，研发价格低廉、性能优异的尖晶石锰酸锂和镍钴锰酸锂正级材料将具有广阔的市场前景和巨大的经济效益，并且对降低中国钴资源进口的依赖性具有非常重要的战略意义。
我司自主研发了锂离子电池正极材料锰酸锂，采用特殊的工艺和掺杂技术，研究成功了锰酸锂的生产新方法。应用本技术生产的产品，质量稳定，达到国外同类产品先进水平。
  
二、项目特点及性能指标
    1、锂离子电池正极材料锰酸锂的合成原理是由电解二氧化锰与碳酸锂或氢氧化锂经掺杂、成核、烧结而成的尖晶石相化合物，其中锰元素的含量在57%~58%之间。外观为黑色粉末，颜色均一，无结块。
    2、我司研发的新型锂离子电池锰酸锂正极材料，在绿色合成法的基础上，采用先进的合成方法，引用了新的纳米化添加元素技术，使得锰酸锂正极材料的质量比能量和循环性能都得到了很大提高。锰酸锂正极材料的原材料来源丰富，合成容易，成本低，性能好。具体性能指标如表所示：
性能 参数指标
球形粒度（D50） ≈15μm
振实密度 ＞2.0g/cm³
比表面积 ≥1.0㎡/g
颗粒形状 近似球形颗粒
表面形态 多孔
放电容量 ≥110mAh/g（0.1C）
循环次数 ＞500次（0.2C）
首次效率 ＞90%
    本制备方法，利用导电相表面修饰，对材料进行了复合掺杂，其掺杂浓度范围，掺杂方式以及掺杂种类，在制备锰酸锂正极材料方面具有独立的知识产权，已获得多项国家发明专利。其主要技术特点，即主要先进性和创新性为：
    1、多位/原位掺杂改性工艺，增强晶体结构的稳定性，大大提高电池的充放电循环特性。
    2、表面包覆修饰工艺，改善活性材料与电解液的相容性，提高电池的高温循环性能。
    3、精密控制材料的微观结构及球形化工艺，提高材料的真实密度。
  
三、项目规模、投资、效益及风险分析
    1、项目规模
    生产能力：2000t/a
    厂房面积：20000㎡
    定员：160人
  
    2、能源预算
    电力：8000kVA
    生产及生活用水：60t/d
  
    3、投资
    8000万元人民币
  
    4、效益预测
    项目总投资8000万元
    年销售额3000t×8万元/t=24000万元
    年总成本3000t×5万元/t=15000万元
    该项目筹建期短，投产后2年即可回收全部投资。
  
    5、风险分析
    由上述市场分析可知，在未来几内，锰酸锂作为新兴锂离子电池的正极活性材料具有非常广阔的市场前景。尤其是我司研发的锰酸锂生产技术，生产成本低，原材料来源广，生产设备全部国产化，不受国外厂家的制约，所以本产品的市场风险小。
 
科技资源
腾讯微博 新浪微博
热点内容