Lithium Manganese Oxide yog dab tsi?

Lithium Manganese Oxide (LMO) yog cov khoom siv cathode siv hauv lithium{0}}ion roj teeb, nrog rau cov tshuaj formula LiMn₂O₄. Nws nta peb -qhov loj ntawm spinel siv lead ua qauv uas ua rau muaj txiaj ntsig zoo lithium-ion txav thaum lub sijhawm them roj teeb thiab tawm mus.

Lub ntsiab lus ntawm LMO yog nyob rau hauv nws cov qauv siv lead ua spinel, cais nyob rau hauv pawg chaw Fd3m. Qhov cubic lattice kev npaj no tso cov pa oxygen atom ntawm cov ntsiab lus tshwj xeeb thaum manganese thiab lithium ions nyob hauv octahedral thiab tetrahedral qhov chaw feem. Qhov peb - lub hauv paus txheej txheem tsim cov kev sib txuas rau lithium ions kom txav tau yooj yim, uas txhais tau ncaj qha rau hauv cov roj teeb ua tau zoo.

Qhov kev tsim vaj tsev no daws qhov teeb meem uas cuam tshuam ob - cov khoom siv cathode. Es tsis txhob yuam ions mus ncig raws txoj kev txwv tsis pub dhau, cov qauv spinel muaj ntau txoj hauv kev hauv peb qhov ntev. Qhov tshwm sim yog kev thauj mus los ntawm ion sai dua, txo qis hauv kev ua haujlwm, thiab muaj peev xwm tuav tau zoo dua tam sim no. Cov kev tshawb fawb qhia tias cov qauv no tswj hwm nws txoj kev ncaj ncees txawm tias thaum lub sij hawm them sai sai - lub voj voog tawm, ua rau LMO tshwj xeeb tshaj yog rau cov ntawv thov uas xav tau kev xa hluav taws xob sai.

Cov ntsiab lus ntawm manganese nyob rau hauv LMO muaj nyob rau hauv ib tug sib tov valence xeev, nrog sib npaug proportions ntawm Mn³⁺ thiab Mn⁴⁺ ions nyob octahedral qhov chaw. Lub xeev sib xyaw oxidation no ua lub luag haujlwm tseem ceeb hauv cov tshuaj tiv thaiv electrochemical uas tshwm sim thaum lub sijhawm ua haujlwm roj teeb, tso cai rau kev thim rov qab lithium tso thiab rho tawm.

Thaum lub sij hawm tus txheej txheem tso tawm, lithium ions migrate los ntawm lub anode los ntawm ib tug electrolyte mus rau lub LMO cathode, uas lawv nyob tetrahedral qhov chaw nyob rau hauv lub manganese oxide moj khaum. Electrons ntws los ntawm sab nraud Circuit Court, tsim hluav taws xob tam sim no. Thaum them nyiaj, cov txheej txheem no thim rov qab -lithium ions rho tawm los ntawm cathode thiab rov qab mus rau lub anode.

Cov yam ntxwv voltage txawv LMO los ntawm lwm yam cathode chemistry. LMO roj teeb feem ntau ua haujlwm ntawm qhov nominal voltage ntawm kwv yees li 4.0V, me ntsis siab dua lithium cobalt oxide (LCO) systems. Qhov hluav taws xob siab dua no ua rau kev txhim kho lub zog tso tawm ib chav tsev loj, txawm hais tias tag nrho lub zog ntom ntom tseem nyob nruab nrab piv rau cov khoom siv nickel- nplua nuj cathode.

Cov txheej txheem intercalation hauv LMO tshwm sim los ntawm cov txheej txheem uas lithium ions reversibly ntxig rau hauv thiab rho tawm los ntawm cov qauv spinel yam tsis muaj kev cuam tshuam cov manganese-oxygen moj khaum. Cov qauv kev ruaj ntseg no thaum caij tsheb kauj vab yog ob qho txiaj ntsig thiab muaj kev txwv, uas peb yuav tshawb hauv cov kev sib tw.

LMO roj teeb ua tau zoo nyob rau hauv daim ntawv thov xav tau lub zog tso zis ntau dhau sijhawm luv. Cov cuab yeej hluav taws xob sawv cev rau ntu kev lag luam loj, qhov chaw tsim khoom muaj txiaj ntsig LMO lub peev xwm los xa cov khoom lag luam tam sim no rau kev drilling, txiav, thiab ua haujlwm nrawm. Qhov muaj peev xwm tawm tau sai yog qhov sib cuam tshuam, siab - lub zog ntawm kev siv cuab yeej.

Lub tsheb lag luam ntiav LMO hauv hybrid thiab hluav taws xob tsheb, tab sis feem ntau ua ke nrog lwm cov ntaub ntawv cathode. Piv txwv li, Nissan Leaf thiab Chevy Volt tau siv LMO-NMC (Nickel Manganese Cobalt) sib xyaw cathodes. Qhov kev sib xyaw ua ke no ua rau LMO lub zog muaj peev xwm ua kom nrawm dua thaum tso siab rau NMC rau ntau yam. Cov ntaub ntawv tsis ntev los no qhia txog kwv yees li 30% LMO cov ntsiab lus hauv cov tshuab sib xyaw ua ke muab kev ua haujlwm zoo sib npaug.

Cov cuab yeej kho mob tau txais txiaj ntsig los ntawm LMO qhov kev nyab xeeb profile thiab cov yam ntxwv ntawm lub zog. Cov cuab yeej phais mob, cov khoom siv kho mob portable, thiab cov twj tso kua mis infusion suav nrog LMO roj teeb vim tias thermal stability txo qhov hluav taws kub hauv qhov chaw zov me nyuam. Kev soj ntsuam 2024 ntawm kev kho mob roj teeb kev nyab xeeb pom pom xoom kaw qhov teeb meem hluav taws kub nrog LMO roj teeb hauv chaw kho mob, piv rau cov xwm txheej cais nrog lwm cov lithium-ion chemistry.

Cov tsheb kauj vab hluav taws xob thiab cov scooters nce siv LMO thev naus laus zis, tshwj xeeb tshaj yog nyob rau hauv kev lag luam Esxias. Kev sib xyaw ua ke ntawm tus nqi-kev ua tau zoo thiab kev xa hluav taws xob txaus haum rau cov qauv kev siv ntawm cov tsheb no- kev mus ncig luv nrog qee zaus siab - lub zog xav tau rau kev nce toj lossis kev nrawm nrawm.

Lub zog cia tshuab rau kev sib txuas ntxiv txuas ntxiv kuj tseem siv LMO, txawm tias daim ntawv thov no ntsib kev sib tw los ntawm lithium hlau phosphate (LFP). Swedish solar farm project nyob rau hauv 2025 tau siv 50 MWh ntawm sodium-manganese oxide roj teeb (ib hom kev siv tshuab), ua kom pom kev tsis tu ncua ntawm manganese-raws li lub zog cia.

Lithium Manganese Oxide

Kev nplua nuj ntawm manganese ua rau LMO kev lag luam txaus nyiam. Manganese nyob rau hauv 12th feem ntau cov khoom nyob rau hauv lub ntiaj teb lub crust, ntau ntau tshaj li cobalt los yog npib tsib xee. Qhov muaj nyob no txhais tau tias tus nqi ruaj khov thiab txo cov saw hlau tsis zoo. Cov ntaub ntawv kev lag luam tam sim no qhia tau hais tias LMO cov ntaub ntawv raug nqi kwv yees li 20% tsawg dua npib tsib xee-cobalt-manganese (NCM) lwm txoj hauv kev thaum suav nyiaj rau cov khoom siv raw.

Kev txiav txim siab ib puag ncig nyiam LMO tshaj cobalt-kev siv tshuaj lom neeg. Manganese extraction, thaum tsis muaj kev cuam tshuam ib puag ncig, zam ntau qhov kev txhawj xeeb txog kev ncaj ncees cuam tshuam nrog cobalt mining hauv qee thaj tsam. Cov khoom siv tsis yog - tshuaj lom neeg ua haujlwm yooj yim thaum lub sijhawm tsim khoom thiab rov ua dua tshiab. Cov cuab yeej siv roj teeb tuaj yeem ua tiav LMO nrog cov txheej txheem metallurgical tsim, rov qab cov manganese rov qab siv rau hauv cov roj teeb tshiab lossis lwm yam kev siv hauv kev lag luam.

Thermal stability sawv cev rau kev nyab xeeb tseem ceeb. LMO cathodes tiv thaiv thermal runaway- hom cascading tsis ua haujlwm qhov twg roj teeb kub nce sai, uas yuav ua rau hluav taws kub lossis tawg. Kev ntsuam xyuas raws li UL cov qauv qhia LMO nthuav tawm 58% qis dua thermal runaway pheej hmoo piv rau cov qauv lithium-ion configurations. Cov qauv spinel lub hauv paus ruaj khov txhais tau tias LMO tswj kev ua haujlwm ntawm qhov kub siab, ua haujlwm ruaj ntseg mus txog 60℃(140℃F) yam tsis muaj kev puas tsuaj loj.

Lub peev xwm them sai sai yog los ntawm peb - txoj hauv kev ion. LMO roj teeb tuaj yeem lees txais tus nqi siab tshaj 1C (tag nrho them hauv ib teev) yam tsis muaj kev cuam tshuam loj heev. Qhov no sib piv nrog qee cov ntaub ntawv cathode uas raug kev puas tsuaj los ntawm kev them nyiaj sai.

Lub peev xwm fading thaum ncua kev caij tsheb kauj vab nthuav qhia LMO qhov kev sib tw tseem ceeb tshaj plaws. LMO roj teeb feem ntau xa 300-700 lub voj voog them nqi ua ntej lub peev xwm poob mus rau 80% ntawm qhov qub-tseem ceeb tsawg dua li 1,500-3,000 lub voj voog ua tiav los ntawm LFP roj teeb. Qhov kev txwv no tshwm sim los ntawm manganese dissolution rau hauv electrolyte, ib qho tshwm sim uas ua kom nrawm ntawm qhov kub siab.

Cov txheej txheem kev puas tsuaj cuam tshuam nrog Mn²⁺ ions tshem tawm ntawm cov qauv cathode, tshwj xeeb tshaj yog nyob rau hauv muaj hydrofluoric acid (HF) uas tsim los ntawm electrolyte decomposition. Cov yaj manganese ions no tsiv mus rau lub anode, uas lawv tso thiab cuam tshuam nrog cov khoom electrolyte interphase (SEI) txheej. Thaum lub sij hawm, cov txheej txheem no degrades ob electrodes, txo tag nrho cov roj teeb muaj peev xwm thiab kev ua tau zoo.

Lub zog ntom ntom txwv tsis pub LMO qhov kev sib tw hauv cov ntawv thov uas yuav tsum tau muaj peev xwm cia siab tshaj plaws. LMO roj teeb muaj txog li 100-150 Wh/kg, piv rau 150-250 Wh/kg rau NMC thiab 250-300 Wh/kg rau high-nickel cathodes. Rau cov tsheb fais fab tseem ceeb ua ntej kev tsav tsheb ntev, qhov sib txawv ntawm lub zog no txhais ncaj qha rau hauv kev txo qis ib qho nqi lossis nce roj teeb hnyav kom ua tiav qhov sib npaug.

Lub Jahn-Teller effect ua rau muaj kev sib tw ntawm cov qauv. Thaum tso tawm hauv qab kwv yees li 3V, Mn³⁺ ions tau dhau los ntawm geometric distortion uas hloov lub cubic spinel qauv rau hauv tetragonal symmetry. Qhov kev hloov pauv theem no ua rau muaj kev hloov pauv ntawm cov ntim anisotropic- cov siv lead ua nthuav dav ntau dua hauv qee cov lus qhia dua lwm tus. Rov ua dua kev caij tsheb kauj vab los ntawm qhov kev hloov pauv no ua rau muaj kev ntxhov siab, ua rau muaj peev xwm ploj mus thiab qhov tshwm sim ntawm cov txheej txheem degradation.

Cov kws tshawb fawb tau nrhiav ntau yam kev txo qis. Cov txheej txheem saum npoo siv cov khoom siv xws li txhuas oxide (Al₂O₃), titanium dioxide (TiO₂), lossis cov txheej txheem carbon hlau tuaj yeem tiv thaiv manganese dissolution los ntawm kev tsim kev tiv thaiv. Ib txoj kev tshawb fawb 2024 tau pom tias atomic txheej deposition ntawm Al₂O₃ coatings txuas lub neej voj voog ntawm 500 mus rau 1,200 cycles los ntawm kev tiv thaiv electrolyte ncaj qha kev sib cuag nrog lub cathode nto.

Cov tswv yim doping koom nrog kev hloov me me ntawm cov khoom txawv teb chaws rau hauv cov qauv spinel. Kev sib xyaw ua ke xws li txhuas, npib tsib xee, lossis chromium tuaj yeem ua kom cov qauv siv lead ua kom ruaj khov thiab txo cov Jahn-Teller effect. Kev tshawb fawb luam tawm xyoo 2024 tau pom tias kev hloov pauv nrog txhuas thiab fluorine hauv LiMn₂₋ₓAlₓO₄₋yFy cov tebchaw tau txhim kho siab - qhov kub thiab txias.

Tshaj li qhov yooj yim LiMn₂O₄ spinel, ntau qhov sib txawv tau tshwm sim los daws cov kev xav tau tshwj xeeb. Lithium- nplua nuj manganese oxide (LRMO) cov ntaub ntawv, nrog rau cov qauv dav dav Li₁₊ₓMn₂₋ₓO₄ lossis txheej txheej Li₂MnO₃ cov khoom sib xyaw, muab cov peev txheej ntau dua 250 mAh / g. Cov ntaub ntawv no tau txais kev saib xyuas nyob rau hauv xyoo tas los no raws li cov kws tshawb fawb ua haujlwm los kov yeej lawv cov kev cov nyom uas tshwm sim nrog qhov hluav taws xob ploj thiab pib tsis muaj peev xwm.

High-voltage spinel variants xws li LiNi₀.₅Mn₁.₅O₄ (LNMO) ua haujlwm ntawm kwv yees li 4.7V, xa cov zog ntau dua li ntawm 200 Wh / kg. Toyota tshaj tawm cov phiaj xwm hauv 2024 los tso tawm cov qauv hluav taws xob tsheb siv LNMO cathodes los ntawm 2026, tsom mus rau 400 km ntau. Qhov kev sib tw nrog LNMO yog nyob rau hauv electrolyte stability ntawm elevated voltages, uas degrades thiab tsim roj thaum caij tsheb kauj vab. Ib qho fluorinated electrolyte tsim los ntawm cov kws tshawb fawb hauv xyoo 2023 txo cov roj tsim los ntawm 90%, hais txog qhov kev txwv no.

Composite cathode architectures muab LMO nrog lwm cov ntaub ntawv los ua kom zoo dua. CATL's M3P roj teeb ua ke sib xyaw manganese- nplua nuj muaj pes tsawg leeg nrog phosphate-raws li chemistry, ua tiav 15% tus nqi qis dua tus qauv NMC roj teeb thaum tswj kev sib tw. Cov kev sib xyaw ua ke no sawv cev rau kev lag luam sib txawv rau cov txheej txheem cathode kho kom haum rau cov ntawv thov tshwj xeeb es tsis yog ib qho - chemistry kev daws teeb meem.

Txheej manganese oxide cov qauv, thaum tsawg dua li spinels, muaj cov yam ntxwv sib txawv. Ib txoj kev tshawb fawb xyoo 2024 ntawm Li-birnessite, txheej txheej lithium manganese oxide nrog kev tswj cov txheej txheem tsis zoo, ua kom pom kev rov qab rov qab los ze rau qhov muaj peev xwm theoretical los ntawm kev txwv cov kev hloov pauv tsis xav tau. Txoj kev tshawb fawb no qhia tau hais tias kev ua haujlwm zoo ntawm cov qauv atomic tuaj yeem kov yeej LMO cov kev txwv ib txwm muaj.

Kev lag luam LMO ntau lawm feem ntau yog siv cov khoom sib txuas hauv lub xeev, qhov twg lithium carbonate (Li₂CO₃) lossis lithium hydroxide (LiOH) reacts nrog manganese oxide precursors ntawm qhov kub siab (700-900℃). Cov txheej txheem calcination tsim cov qauv spinel, nrog qhov loj me thiab morphology tswj los ntawm qhov kub thiab txias, lub sijhawm, thiab kev xaiv ua ntej.

Kev nce qib hauv kev tsim khoom txhawm rau txo cov nqi thiab txhim kho cov khoom siv. Ib txoj kev tshawb fawb 2024 tau tsim ib txoj hauv kev ua kom tiav los ntawm manganese ore es tsis yog refined electrolytic manganese dioxide (EMD). Qhov no ncaj qha -los ntawm- ore mus kom ze, siv cov kua qaub leaching ua raws li thermal decomposition thiab khoom- xeev cov tshuaj tiv thaiv, ua tiav 96.1% manganese extraction efficiency thaum tsim LMO nrog electrochemical kev ua tau zoo piv rau cov khoom siv.

Kev daws teeb meem-raws li kev sib xyaw ua ke xws li hydrothermal lossis sol- cov txheej txheem gel muab kev tswj xyuas zoo dua ntawm qhov loj me thiab morphology. Cov txheej txheem no tuaj yeem tsim cov nanoscale LMO hais nrog thaj tsam ntawm thaj chaw, uas tuaj yeem txhim kho tus nqi. Txawm li cas los xij, cov kev daws teeb meem feem ntau raug nqi ntau dua thiab ntsuas tsawg dua yooj yim dua li cov khoom sib xyaw ua ke hauv xeev - rau kev tsim khoom lag luam.

Cov txheej txheem hloov kho saum npoo siv thaum lub sijhawm lossis tom qab kev sib txuas tuaj yeem txhim kho LMO kev ua haujlwm. Txheej txheej txheem siv tshuaj vapor deposition, atomic txheej deposition, los yog cov tshuaj ntub dej siv cov txheej txheem tiv thaiv uas txo manganese dissolution. Cov txheej tuab, feem ntau 5-20 nanometers, yuav tsum sib npaug tiv thaiv kev thauj mus los ntawm ion tiv thaiv- cov txheej tuab muaj kev tiv thaiv zoo dua tab sis qeeb lithium-ion txav.

Kev lag luam thoob ntiaj teb LMO cathode tau txog $ 2.31 nphom hauv 2024, nrog kev kwv yees qhia txog kev loj hlob mus txog $ 4.29 nphom los ntawm 2033 ntawm qhov kev loj hlob txhua xyoo ntawm 7.1%. Qhov kev nthuav dav no qhia txog ob qho tib si lithium roj teeb xav tau tag nrho thiab LMO cov txiaj ntsig tshwj xeeb hauv qee yam kev siv.

Cov kev hloov hauv cheeb tsam qhia Asia Pacific ua tus thawj tswj hwm nrog kwv yees li 54% kev ua lag luam ($ 1.25 nphom hauv 2024). Tuam Tshoj, Nyiv, thiab Kaus Lim Qab Teb yog cov tuam txhab roj teeb loj thiab tsav ob qho kev tsim khoom thiab kev thov. Tsoom fwv cov kev txhawb siab rau cov tsheb fais fab thiab cov khoom siv hluav taws xob tauj dua tshiab hauv cov tebchaws no tau txais txiaj ntsig ncaj qha rau LMO saws. North America thiab Europe ua ke suav txog kwv yees li 45% ntawm kev ua lag luam, nrog kev loj hlob los ntawm kev tsim hluav taws xob tsheb thiab kev siv hluav taws xob.

Kev sib tw los ntawm lwm cov cathode chemistry tsim LMO txoj haujlwm ua lag luam. Lithium hlau phosphate tau txais qhov tseem ceeb hauv av, tshwj xeeb tshaj yog nyob rau hauv Suav teb, vim nws lub neej zoo tshaj plaws thiab kev nyab xeeb. Tus nqi sib txawv ntawm LMO thiab LFP tau nqaim vim LFP ntau lawm nce. Txawm li cas los xij, LMO tswj tau qhov zoo ntawm lub zog tshwj xeeb thiab qhov hluav taws xob, khaws cia nws cov niche hauv siab - daim ntawv thov fais fab.

Txoj cai txhim kho muaj feem cuam tshuam rau LMO saws. Cov European Union Txoj Cai 2027 Roj Teeb Tswjhwm tsim cov kev cai ruaj khov thiab cov khoom siv taug qab tau raug cai. Cov kev cai no muaj feem cuam tshuam rau manganese-raws li chemistry tshaj cobalt- lwm txoj kev hnyav vim muaj kev txhawj xeeb ntawm ib puag ncig thiab kev coj ncaj ncees. Qee qhov kev pom zoo suav nrog cov nqi ntxiv ntawm cov ntsiab lus cobalt, uas tuaj yeem ua rau LMO 20% pheej yig dua NMC hauv qee lub khw yog tias siv.

Cov nyiaj tshawb fawb qhia txog kev txaus siab txuas ntxiv ntawm manganese- raws li roj teeb. Tebchaws Asmeskas Lub Tsev Haujlwm Saib Xyuas Lub Zog tau faib nyiaj $ 2 nphom rau manganese-raws li kev tshawb fawb roj teeb thiab kev txhim kho los ntawm 2024-2027, tsom mus rau kev txhim kho lub zog ceev thiab lub voj voog lub neej thaum tswj hwm tus nqi zoo. Qhov kev nqis peev no qhia txog tsoomfwv kev lees paub ntawm manganese lub luag haujlwm hauv kev faib cov roj teeb sib txawv ntawm cov khoom siv tseem ceeb xws li cobalt.

Khoom -lub xeev cov roj teeb kev koom ua ke sawv cev rau qhov muaj peev xwm ua tiav rau LMO thev naus laus zis. Cov khoom electrolytes tshem tawm cov kua electrolyte uas pab tswj manganese dissolution, muaj peev xwm daws tau LMO tus thawj degradation mechanism. QuantumScape's 2024 cov ntaub ntawv ntawm LMO ua ke nrog ceramic electrolytes tiav 500 cycles ntawm 1C tus nqi, txawm hais tias interfacial kuj tseem peb npaug ntau dua li cov kua electrolyte hlwb. Toyota cov khoom siv- lub xeev qauv siv LiMn₂O₄ cathode nrog Li₃PS₄ electrolyte pom 300 Wh / kg lub zog ceev, nce mus txog qib NMC kev ua haujlwm thaum tswj LMO qhov zoo ntawm kev nyab xeeb.

Lithium Manganese Oxide

Nkag siab txog LMO xav tau cov ntsiab lus nyob rau hauv dav dav lithium roj teeb toj roob hauv pes. Lithium cobalt oxide (LCO) muaj lub zog ntau dua (140-180 Wh / kg) tab sis raug kev txom nyem los ntawm kev tsis zoo thermal stability thiab tus nqi siab. LCO tswj hwm cov khoom siv hluav taws xob uas muaj qhov loj me dua li tus nqi lossis kev siv lub neej ntev, tab sis kev txhawj xeeb txog kev nyab xeeb txwv nws siv hauv cov ntawv loj dua.

Lithium hlau phosphate (LFP) muab qhov tshwj xeeb lub neej voj voog (2,000-5,000 cycles) thiab kev nyab xeeb zoo dua, ua haujlwm ntawm qis voltage (3.2V nominal). LFP lub zog ntom ntom (90-120 Wh/kg) poob qis dua LMO, tab sis nws lub neej ntev ua rau nws pheej yig rau cov ntawv thov uas nquag hloov cov nqi ntau dua tus nqi pib yuav khoom. Tuam Tshoj txoj kev lag luam tsheb hluav taws xob tau nce siab rau LFP rau cov qauv tsheb ntau, thaum LMO-NMC sib xyaw tseem muaj nyob hauv kev lag luam ua ntej kev ua haujlwm.

Nickel manganese cobalt (NMC) roj teeb muaj lub zog siab tshaj plaws ntawm cov kev xaiv lag luam tam sim no (150-250 Wh/kg), ua rau lawv nyiam rau cov tsheb fais fab ntev. Txawm li cas los xij, NMC raug nqi ntau dua vim yog cov ntsiab lus npib tsib xee thiab cobalt, thiab kev txhawj xeeb txog kev ruaj ntseg thermal yuav tsum muaj cov txheej txheem tswj cov roj teeb zoo. LMO lub zog xa khoom ntau tshaj NMC hauv luv luv tawg, muab nws ib qho ntug rau hybrid daim ntawv thov uas yuav tsum tau ceev ceev.

Lithium titanate (LTO) roj teeb siv cov hloov kho anode ntau dua li cov cathode sib txawv, tab sis qhov kev sib piv ua pov thawj qhia. LTO muaj lub neej ntev heev (10,{2}} cycles) thiab kev nyab xeeb tab sis ntawm lub zog qis heev (50-80 Wh/kg). Kev sib xyaw ua ke ntawm LTO anodes nrog LMO cathodes tsim cov roj teeb ua kom zoo rau cov ntawv thov tshwj xeeb xws li cov tsheb thauj mus los ceev ceev, ua kom pom tias kev sib xyaw ua ke tuaj yeem ua raws li qhov yuav tsum tau ua.

Kev nrawm ntawm LMO kev tsim kho tshiab tau nrawm dua nyob rau xyoo tas los no raws li cov kws tshawb fawb tau hais txog cov kev txwv ntev. Ib txoj kev tshawb fawb xyoo 2024 hauv Phau Ntawv Xov Xwm ntawm American Chemical Society tau piav qhia txog txheej txheej lithium manganese oxide nrog kev tswj cov txheej txheem uas tau ua tiav rov qab mus ncig ze ze ntawm lub peev xwm theoretical. Cov kws tshawb fawb tau siv ion pauv thiab tswj lub cev qhuav dej los tsim cov metastable Li-birnessite qauv uas txwv tsis pub manganese tsiv teb tsaws thiab kev sib cais.

Cov tswv yim hloov kho saum npoo av txuas ntxiv mus. Cov kws tshawb fawb hauv 2024 tau pom tias graphene encapsulation ntawm LMO hais tau txhim kho lub peev xwm los ntawm 15% thaum txuas lub neej voj voog. Cov txheej graphene hloov tau yooj yim haum rau ntim hloov pauv thaum caij tsheb kauj vab thaum muab hluav taws xob conductivity thiab tiv thaiv manganese dissolution. Txoj hauv kev no sawv cev rau kev nthuav dav rau nanoscale engineering ntawm cov khoom siv cathode.

Concentration gradient structures tau tshwm sim raws li kev cog lus. Tsis yog cov khoom sib xyaw ua ke thoob plaws txhua qhov, cov ntaub ntawv no sib txawv ntawm cov tub ntxhais mus rau saum npoo. Cov kev hloov maj mam tshem tawm cov kev sib tshuam tsis sib haum xeeb uas ua rau tawg hauv cov txheej txheem coated yooj yim. Ntau pab pawg tshawb fawb tau tshaj tawm txhim kho kev ruaj ntseg ntawm high voltages siv txoj hauv kev no, txawm hais tias kev lag luam kev lag luam tseem txwv.

Cov ntawv thov kev kawm tshuab tau pib ua kom zoo LMO synthesis thiab kev ua tau zoo. Cov kws tshawb fawb tau siv cov qauv kev suav los kwv yees cov kev sib txuas dopant uas txhim kho cov qauv kev ruaj ntseg, txo qhov kev sim - thiab - kev sim ua yuam kev ib txwm xav tau rau kev txhim kho cov ntaub ntawv. Ib txoj kev tshawb fawb 2024 tau ua tiav kev kwv yees qhov zoo tshaj plaws txhuas-nickel co-doping piv rau siab- qhov kub thiab txias, qhov kev sim tom qab tau lees paub.

Ib puag ncig profile ntawm LMO nthuav qhia ob qho tib si zoo thiab cov nyom. Manganese extraction yuav tsum tau siv zog tsawg dua -kev ua haujlwm hnyav dua li cobalt lossis npib tsib xee, thiab cov khoom muaj nplua nuj txo qhov siab ntawm cov ntsiab lus ore lub cev. Txawm li cas los xij, manganese mining tseem ua rau muaj kev cuam tshuam ib puag ncig los ntawm kev cuam tshuam hauv av, kev siv dej, thiab muaj peev xwm kis tau yog tias tsis tswj kom raug.

Kev ntsuas lub neej ntawm kev sib piv sib txawv lithium roj teeb chemistry qhia LMO ua tau zoo nyob rau hauv cov pa roj carbon hneev taw vim qhov yuav tsum tau ua qis dua thiab tshem tawm cov cobalt. Kev kawm tiav 2023 suav nrog LMO roj teeb tsim tawm kwv yees li 15-20% tsawg dua cov pa hluav taws xob hauv tsev cog khoom thaum tsim khoom piv rau NMC sib npaug ntawm ib-kWh.

Recycling infrastructure rau LMO muaj nyob rau hauv dav dav lithium roj teeb ub tshuab. Cov txheej txheem Hydrometallurgical tuaj yeem rov qab tau manganese, lithium, thiab lwm yam khoom siv nrog kev ua haujlwm siab. Txawm li cas los xij, tus nqi qis dua ntawm cov manganese zoo dua piv rau cobalt lossis npib tsib xee txo qis kev txhawb zog rau kev rov ua dua tshiab. Txoj cai tswjfwm rau kev rov ua dua roj teeb, xws li cov uas tau siv nyob rau hauv Tebchaws Europe, yuav zoo li txhim kho LMO cov nqi rov ua dua tshiab tsis hais txog kev lag luam dawb huv.

Thib ob - daim ntawv thov lub neej muaj lwm txoj hauv kev rau kev ruaj ntseg. LMO roj teeb degraded dhau ntawm kev siv tsheb feem ntau khaws lub peev xwm txaus rau qhov chaw ruaj khov, qhov hnyav thiab lub zog ntom ntom tsawg dua hauv tsheb. Ntau qhov kev sim ua haujlwm rov ua dua cov roj teeb hluav taws xob tsheb uas muaj LMO cathodes rau hnub ci zog cia, txuas ntxiv lub neej muaj txiaj ntsig thiab txhim kho tag nrho ib puag ncig.

Dab tsi ua rau LMO roj teeb muaj kev nyab xeeb dua li lwm hom lithium-ion?

Cov qauv siv lead ua spinel ntawm LMO muab cov khoom siv thermal stability uas tiv thaiv thermal khiav tawm. Manganese oxide cathodes nyob ruaj khov ntawm qhov kub siab dua li cobalt-raws li lwm txoj hauv kev, thiab qhov tsis muaj cov cobalt reactive heev txo qis exothermic decomposition txaus ntshai. Kev ntsuam xyuas qhia tau tias LMO roj teeb muaj 58% qis dua thermal khiav tawm raws li UL cov qauv kev nyab xeeb.

Vim li cas LMO roj teeb muaj lub neej luv dua li LFP roj teeb?

Manganese dissolution rau hauv electrolyte ua rau muaj peev xwm ploj mus hauv LMO roj teeb. Mn²⁺ ions tshem tawm ntawm cov qauv cathode, tshwj xeeb tshaj yog nyob rau hauv qhov kub thiab txias, thiab tsiv mus rau lub anode uas lawv cuam tshuam nrog electrode muaj nuj nqi. LFP roj teeb zam lub tshuab no vim tias hlau phosphate tsim cov qauv ruaj khov dua uas tsis yaj nyob rau hauv cov xwm txheej zoo sib xws.

Cov roj teeb LMO puas tuaj yeem siv rau qhov kub thiab txias?

LMO roj teeb tswj qhov kub thiab txias zoo dua li ntau lwm txoj hauv kev, ua haujlwm zoo txog 60℃(140℃F). Kev ua haujlwm txias txias ua pov thawj nyuaj dua -zoo li tag nrho cov lithium- ion roj teeb, LMO raug txo qis thiab ua kom muaj zog hauv qab 0℃. Qhov hluav taws xob poob siab los ntawm qhov txias txias cuam tshuam rau LMO zoo ib yam li lwm cov chemistry.

LMO piv rau LFP rau lub tsheb fais fab li cas?

LMO muaj qhov hluav taws xob ntau dua (4.0V vs 3.2V) thiab lub zog xa hluav taws xob zoo dua rau kev nrawm, tab sis lub neej qis dua thiab qis zog me ntsis. LFP ua tau zoo nyob rau hauv lub neej ntev thiab tus nqi rau tus qauv- ntau lub tsheb, thaum LMO-NMC sib xyaw ua haujlwm zoo rau kev ua tau zoo- cov tsheb taw qhia uas xav tau kev xa hluav taws xob sai. Kev lag luam tiam sis qhia tias ob qho tib si chemistry sib koom ua ke rau cov tsheb sib txawv es tsis yog ib qho hloov lwm qhov.

Lithium Manganese Oxide

Kev tshawb fawb rau tsab xov xwm no tau kos los ntawm ntau qhov chaw tso cai suav nrog cov phooj ywg - tshuaj xyuas cov ntawv tshaj tawm hauv Phau Ntawv Xov Xwm ntawm American Chemical Society, Roj Teeb & Supercaps, thiab Cov Khoom Siv Hluav Taws Xob. Cov ntaub ntawv kev lag luam tau los ntawm cov tuam txhab tshuaj xyuas kev lag luam suav nrog DataIntelo thiab Fortune Business Insights. Cov kev qhia tshwj xeeb hais txog cov ntaub ntawv los ntawm cov tuam txhab roj teeb suav nrog NEI Corporation, Sigma-Aldrich, thiab CATL. Cov ntaub ntawv soj ntsuam kev nyab xeeb yog los ntawm UL cov qauv thiab luam tawm kev ntsuas kev nyab xeeb los ntawm National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA).