尖晶石錳酸鋰是一種正極材料，因?yàn)槠渚哂猩a(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、儲(chǔ)量巨大、大電流充放電能力和耐過(guò)充性能好、成本低廉以及無(wú)毒無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是制造鋰電正極材料不可多得的良品。但是經(jīng)歷時(shí)間證明，錳酸鋰導(dǎo)致電池容量衰減很快，而且高溫性能差，因此導(dǎo)致它在鋰電池的應(yīng)用上效果不理想，而至今也沒(méi)有被大規(guī)模的應(yīng)用。所以
氣流磨盡管是制備錳酸鋰粉末的最佳設(shè)備，但是這款設(shè)備投入在錳酸鋰粉末制備中的數(shù)量是極少數(shù)的。
錳酸鋰的制備
錳酸鋰的合成方法主要包括溶膠-凝膠法、微波合成法、乳膠干燥法、固相合成法等幾種。
固相法是比較傳統(tǒng)的合成方法，其存在的不足之處主要有：機(jī)械混合，高溫時(shí)間長(zhǎng)，難以控制產(chǎn)物表面的粒子尺寸和形態(tài)。
沉淀法和溶膠-凝膠法能夠彌補(bǔ)固相反應(yīng)的缺陷，起到改善錳酸鋰性能的作用，可是仍然不能大幅度減少反應(yīng)時(shí)間，而且存在步驟較多的問(wèn)題。
研究者們嘗試新的合成方法，期望得到讓人滿(mǎn)意的錳酸鋰材料，例如日本研究者在鋰離子蓄電池正極材料錳酸鋰的合成過(guò)程中采用了液體激光消融技術(shù)，結(jié)果令人十分滿(mǎn)意。液體激光消融技術(shù)使不同納米粒子在瞬間一步制備，這樣大大減少了合成程序。
錳酸鋰的改性
然而單純從制備方法入手好像還不能完全解決錳酸鋰的問(wèn)題，研究者們又開(kāi)始對(duì)錳酸鋰進(jìn)行改性研究。期望這個(gè)具有一定優(yōu)勢(shì)的正極材料能夠克服自身的缺點(diǎn)，從而為行業(yè)帶來(lái)盈利。如此一來(lái)，氣流磨也可被大規(guī)模應(yīng)用到該領(lǐng)域。
①表面包覆
表面包覆改性，是指在錳酸鋰表面包覆一層能抵抗電解液侵蝕的保護(hù)層，只允許鋰離子自由通過(guò)，而氫離子則不能通過(guò)，進(jìn)而可以減弱電解液對(duì)錳酸鋰表面的侵蝕作用，抑制Mn的溶解，從而達(dá)到提高錳酸鋰性能的效果。
對(duì)包覆材料的要求：具有良好的穩(wěn)定性，不溶于電解液，在高電位下性質(zhì)穩(wěn)定，與錳酸鋰覆合良好，具有較好的鋰離子與電子的傳導(dǎo)性，且不能與錳酸鋰材料發(fā)生反應(yīng)。
表面包覆技術(shù)可以顯著提高錳酸鋰電池的性能，使其更具有實(shí)用性。而且從目前的包覆材料的作用機(jī)理來(lái)看，大多數(shù)包覆材料工作的機(jī)理一般都不是單一的，而是相互交叉共同作用，從而提高錳酸鋰電池性能的。。
②摻雜
摻雜是常用的改性方法之一，而稀土元素因具有一些特殊性質(zhì)而被用于對(duì)錳酸鋰材料的改性摻雜。稀土離子摻雜改性能夠很好地改善材料的循環(huán)性能及其電化學(xué)性能。目前，稀土元素Pr，Sm，Dy，Nd，Ce，Y，Eu，Yb，Gd等在材料中摻雜過(guò)。
有研究者采用固相反應(yīng)法合成了鋰錳氧化合物，其具有尖晶石結(jié)構(gòu)，對(duì)其進(jìn)行了鑭等元素的單元摻雜修飾。通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，摻雜后的材料具有較高的可逆容量，同時(shí)還具有非常不錯(cuò)的循環(huán)性能(充電電壓在4.08和4.20V，放電電壓在4.00和3.88V)。
一種元素的摻雜可以從一個(gè)方向保證材料的充放電容量同時(shí)確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，多種不同的摻雜元素會(huì)協(xié)同作用，從不同方向保證材料的充放電容量，確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。多種不同的摻雜元素協(xié)同作用將會(huì)是未來(lái)稀土摻雜改性尖晶石型錳酸鋰汽車(chē)動(dòng)力電池正極材料的重要發(fā)展方向。
錳酸鋰市場(chǎng)現(xiàn)狀
2019年錳酸鋰材料出貨量5.7萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)了5.56%，增長(zhǎng)原因主要受小動(dòng)力以及低容數(shù)碼類(lèi)電池帶動(dòng)。但是總的需求量還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及三元材料和磷酸鐵鋰材料，所以產(chǎn)量也一直上不去。錳酸鋰在價(jià)格方面還是比較有優(yōu)勢(shì)的。近兩年來(lái)錳酸鋰的價(jià)格都是正極材料中最低的。有分析稱(chēng)未來(lái)錳酸鋰電池會(huì)在電動(dòng)自行車(chē)領(lǐng)域搶得先機(jī)，材料都是好材料，關(guān)鍵看人們?cè)趺慈ダ?，?duì)錳酸鋰的研究應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)，說(shuō)不定它就是下一代正極材料中的王者。
山東埃爾派的氣流磨可成功應(yīng)用在錳酸鋰的粉末制備中，做為氣流磨行業(yè)的佼佼者，山東埃爾派為國(guó)內(nèi)多家電池正極材料、負(fù)極材料粉末的制備提供多臺(tái)設(shè)備，技術(shù)成熟。
埃爾派建造的超微粉碎的實(shí)驗(yàn)室凈化間內(nèi)，配備小試、中試、小生產(chǎn)的超微粉氣流粉碎機(jī)、粒徑檢測(cè)、粉體特性檢測(cè)相關(guān)的儀器，可以精確分析不同原料的性質(zhì)，提供批量的原料加工，豐富的微粉經(jīng)驗(yàn)和專(zhuān)業(yè)的粉碎設(shè)備可以大幅縮短需求方的研發(fā)周期，并解決原料微粉化過(guò)程中遇到的各種問(wèn)題，歡迎有需要的朋友來(lái)電垂詢(xún)。
