富锂锰基材料也许将取代目前在市场上风头正劲的磷酸铁锂,成为未来国内动力锂电池正极材料发展的主流方向。这是上周在北京举行的2011锂电池关键材料技术与产业投资论坛上传出的信息。北京大学工学院能源与资源工程系教授夏定国指出,与磷酸铁锂相比,富锂锰基材料具有成本低、容量高、无毒安全等优点,能够满足锂电池在小型电子产品和电动汽车等领域的使用要求。
   
    据夏定国介绍,已上报国务院的《节能与新能源汽车产业规划(2011~2020年)》提出,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。
   
    据了解,磷酸铁锂作为动力电池四大正极材料中的小字辈,出现的时间并不长。2005年7月,国内开发出大容量磷酸铁锂电池,其安全性能与循环寿命超过钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰,在当时被认为是最适合用于动力电池的正极材料。但在国际上,前十大汽车厂家没有一家采用磷酸铁锂电池作为主要产业化方向,日本、美国和欧洲也都是以锰系和镍系材料为主。“这是因为除了热稳定性和常温循环性能优异外,磷酸铁锂电池存在一些固有的缺陷。”山东青岛新正锂业有限公司总经理孙玉城分析了症结所在。
   
    孙玉城指出,首先,磷酸铁锂电池充放电循环时容易引起电池内部的短路;其次,磷酸铁锂材料和磷酸铁锂电池在几种正极材料体系中制备工艺最复杂,其一致性和稳定性也最难控制,由此导致磷酸铁锂电池配组后的实际循环寿命与它的理论循环寿命2000次相差甚远。再次,在几种动力型锂电池体系中,磷酸铁锂单位能量密度成本最高,但能量密度最低。
   
    国内对富锂锰基材料的研究自去年起开始升温,制备技术基本采用液相共沉淀法,与国外技术差距不大。但由于我国没有富锂锰基材料的原始专利,在降低首次充放电不可逆容量、提高材料循环寿命和倍率性能等方面基本沿用了国外的相关技术,受到专利方面的制约,尚未实现产业化生产。