Lithium Manganese Oxide ke eng?

Lithium Manganese Oxide (LMO) ke thepa ea cathode e sebelisoang libeteri tsa lithium{0}}ion, tse nang le foromo ea lik'hemik'hale ea LiMn₂O₄. E na le-mohaho oa kristale oa li-dimensional spinel o thusang hore lithium{3}}ion li tsamaee hantle nakong ea ho tjhaja le ho tjhajoa.

Sebopeho se hlalosang sa LMO se ka har'a sebopeho sa kristale sa spinel, se hlophisitsoeng tlasa sehlopha sa sebaka Fd3m. Tokisetso ena ea li-cubic lattice e beha liathomo tsa oksijene libakeng tse itseng ha manganese le li-ion tsa lithium li lula libakeng tsa octahedral le tetrahedral ka ho latellana. Maemo a mararo-a theha litsela tse hokahaneng tsa lithium ion ho tsamaea ka bolokolohi, e leng se fetolelang ka kotloloho tšebetsong ea betri.

Moralo ona oa meralo o rarolla bothata bo aparetseng-lisebelisuoa tsa mahlakore a mabeli a cathode. Sebakeng sa ho qobella li-ion ho tsamaea litseleng tse lekanyelitsoeng tse hlophisitsoeng, sebopeho sa spinel se fana ka litsela tse ngata ka litekanyo tse tharo. Sephetho ke lipalangoang tsa ion tse potlakileng, ho fokotsoa ho hanyetsa ka hare, le bokhoni bo botle ba ho sebetsana le hona joale. Boithuto bo bontša hore sebopeho sena se boloka bots'epehi le nakong ea tefiso e potlakileng-e etsang hore LMO e lokele lits'ebetso tse hlokang phepelo ea motlakase kapele.

Litaba tsa manganese ho LMO li teng sebakeng se kopaneng sa valence, ka likarolo tse lekanang tsa li-ion tsa Mn³⁺ le Mn⁴⁺ tse lulang libakeng tsa octahedral. Boemo bona bo tsoakiloeng ba oxidation bo phetha karolo ea bohlokoa karabelong ea electrochemical nakong ea ts'ebetso ea betri, e lumellang hore ho kenngoe le ho ntšoa ha lithium ho fetolehang.

Nakong ea ts'ebetso ea ho tsoa, li-ion tsa lithium li falla ho tloha ho anode ka electrolyte ho ea ho cathode ea LMO, moo li lulang libakeng tsa tetrahedral ka har'a moralo oa manganese oxide. Lielektrone li phalla ka potoloho ea kantle, li hlahisa motlakase. Ha o tjhaja, ts'ebetso ena e khutlisa-li-ion tsa lithium tse nkiloeng ho cathode ebe e khutlela ho anode.

Litšobotsi tsa motlakase li khetholla LMO ho lik'hemik'hale tse ling tsa cathode. Hangata libeteri tsa LMO li sebetsa ka matla a motlakase a ka bang 4.0V, a phahame hanyane ho feta litsamaiso tsa lithium cobalt oxide (LCO). Matla ana a phahameng a kenya letsoho ho ntlafatseng tlhahiso ea matla ho yuniti e 'ngoe le e 'ngoe, leha matla a kakaretso a ntse a le a itekanetseng ha a bapisoa le lisebelisoa tsa nickel{3}} tse humileng tsa cathode.

Mokhoa oa ho hokahana ho LMO o etsahala ka mokhoa oo li-ion tsa lithium li kenngoeng ka morao le ho ntšoa ho sebopeho sa spinel ntle le ho sitisa manganese{0}} moralo oa oksijene haholo. Botsitso bona ba sebopeho nakong ea ho palama libaesekele ke monyetla le moedi, tseo re tla li hlahloba karolong ea liqholotso.

Libetri tsa LMO li sebetsa hantle haholo lits'ebetsong tse hlokang tlhahiso e phahameng ea matla ka nako e khuts'oane. Lisebelisoa tsa motlakase li emela karolo e kholo ea 'maraka, moo bahlahisi ba ananelang bokhoni ba LMO ba ho fana ka chelete e ngata bakeng sa ho cheka, ho itšeha le ho tiisa. Bokhoni ba ho ntša kapele bo tsamaisana le -matla a phahameng a tšebeliso ea lisebelisoa.

Lefapha la likoloi le sebelisa LMO likoloing tse nyalisitsoeng le tsa motlakase, leha hangata li kopane le lisebelisoa tse ling tsa cathode. Ka mohlala, Nissan Leaf le Chevy Volt li sebelisitse LMO{1}NMC (Nickel Manganese Cobalt) li-cathodes tse tsoakiloeng. Mokhoa ona oa lebasetere o phahamisa matla a phahameng a LMO bakeng sa ho potlakisa ha o ntse o itšetlehile ka NMC bakeng sa mefuta e tsitsitseng. Lintlha tsa morao-rao li bonts'a hoo e ka bang 30% LMO dikahare ho litsamaiso tse joalo tse tsoakiloeng li fana ka tekanyo e nepahetseng ea ts'ebetso.

Lisebelisoa tsa bongaka li rua molemo profilaneng ea polokeho ea LMO le litšobotsi tsa matla. Lisebelisoa tsa ho buoa, li-defibrillator tse nkehang, le lipompo tsa infusion li kenyelletsa libeteri tsa LMO hobane botsitso ba mocheso bo fokotsa kotsi ea mollo libakeng tsa tlhokomelo ea bohlokoa. Litlhahlobo tsa 2024 tsa polokeho ea libeteri tsa bongaka li fumane liketsahalo tsa mollo tse rekotiloeng tse nang le libeteri tsa LMO maemong a bongaka, ha li bapisoa le diketsahalo tse ikhethileng le lik'hemik'hale tse ling tsa lithium{3}}ion.

Libaesekele tsa motlakase le li-scooter li ntse li sebelisa theknoloji ea LMO, haholoholo mebarakeng ea Asia. Motsoako oa litšenyehelo-ho sebetsa hantle le ho fihla ha motlakase o lekaneng ho lumellana le mekhoa e tloaelehileng ea tšebeliso ea likoloi tsena{2}}maeto a makhutšoane ao ka linako tse ling a hlokang matla a phahameng{{3}a ho hloa maralla kapa ho potlaka ka potlako.

Sistimi ea polokelo ea matla bakeng sa kopanyo e nchafalitsoeng le eona e sebelisa LMO, leha sesebelisoa sena se tobane le tlholisano ea lithium iron phosphate (LFP). Morero oa Swedish solar farm project ka 2025 o ile oa sebelisa 50 MWh ea libeteri tsa sodium-manganese oxide (theknoloji e fapaneng), e bonts'ang mekhoa e tsoelang pele ea ho boloka matla a manganese{4}.

Lithium Manganese Oxide

Bongata ba manganese bo etsa hore LMO e khahle moruo. Manganese e maemong a bo12 e le karolo ea bo12 e ngata ka ho fetisisa karolong e ka holimo ea Lefatše, e ngata haholo ho feta cobalt kapa nickel. Ho fumaneha hona ho fetolela litheko tse tsitsitseng le ho fokotsehile ha lits'ebeletso tsa phepelo. Lintlha tsa 'maraka li bonts'a lisebelisoa tsa LMO li bitsa chelete e ka bang 20% ka tlase ho mefuta e meng ea nickel-cobalt-manganese (NCM) ha ho lefelloa litšenyehelo tsa lisebelisoa tse tala.

Mehopolo ea tikoloho e rata LMO ho feta k'hemistri e matla ea cobalt{0}. Ho ntšoa ha manganese, leha ho se na tšusumetso ea tikoloho, ho qoba matšoenyeho a mangata a amanang le merafo ea cobalt libakeng tse ling. Sebopeho se se nang chefo- se nolofatsa ho sebetsa ha thepa le ho e sebelisa hape. Lisebelisoa tsa ho tsosolosa betri li ka sebetsana le LMO ka mekhoa ea metallurgical e thehiloeng, ho fumana manganese bakeng sa ho sebelisoa hape ka libeteri tse ncha kapa lits'ebetso tse ling tsa indasteri.

Botsitso ba mocheso bo emela molemo o moholo oa polokeho. Li-cathode tsa LMO li hanela ho baleha ha mocheso-mokhoa oa ho se sebetse hantle moo mocheso oa betri o nyolohang ka potlako, o ka bakang mollo kapa ho phatloha. Ho etsa liteko ho latela maemo a UL ho bonts'a LMO e bonts'a kotsi ea ho baleha ha mocheso ka 58% ha e bapisoa le litiisetso tse tloaelehileng tsa lithium{4}}. Ho ba le botsitso ba sebopeho sa spinel ho bolela hore LMO e boloka ts'ebetso maemong a mocheso o phahameng, e sebetsa ka mokhoa o sireletsehileng ho fihla ho likhato tse 60 (140 degrees F) ntle le ho senyeha ho hoholo.

Bokhoni ba ho tjhaja kapele bo tsoa ho litsela tse tharo- tsa li-ion. Libetri tsa LMO li ka amohela tefiso ka litefiso tse fetang 1C (tefiso e felletseng ka hora e le 'ngoe) ntle le ho senyeha ho hoholo ha ts'ebetso. Sena se fapana le lisebelisoa tse ling tsa cathode tse lahleheloang ke matla tlas'a maemo a ho tjhaja ka potlako.

Ho fokotseha ha bokhoni nakong ea ho palama libaesekele ho hlahisa phephetso e kholo ea LMO. Libetri tsa LMO hangata li fana ka li-cycles tse 300{3}}700 tsa ho tjhaja pele matla a theoha ho fihla ho 80% ea pele-haholo-holo a ka tlase ho li-cycle 1,500-3,000 tse fihletsoeng ke libeteri tsa LFP. Khaello ena e bakoa ke ho qhibiliha ha manganese ho electrolyte, ketsahalo e potlakileng ka mocheso o phahameng.

Mochine oa ho qhibiliha o kenyelletsa li-ion tsa Mn²⁺ tse tsoang mohahong oa cathode, haholo-holo ha ho na le hydrofluoric acid (HF) e hlahang ho tsoa ho electrolyte. Li-ion tsena tsa manganese tse qhibilihisitsoeng li fallela ho anode, moo li behang le ho kena-kenana le lera le tiileng la electrolyte interphase (SEI). Ha nako e ntse e ea, ts'ebetso ena e theola li-electrode ka bobeli, e fokotsa matla a betri ka kakaretso le ts'ebetso.

Meeli ea matla a matla a thibela tlholisano ea LMO lits'ebetsong tse hlokang boholo ba polokelo. Libetri tsa LMO li fumana hoo e ka bang 100-150 Wh/kg, ha ho bapisoa le 150-250 Wh/kg bakeng sa NMC le 250-300 Wh/kg bakeng sa cathodes ea nickel e phahameng. Bakeng sa likoloi tsa motlakase tse etelletsang pele maeto a malelele a ho khanna, lekhalo lena la matla a matla le fetolela ka kotloloho ho mileage e fokotsehileng ka tefiso kapa boima bo eketsehileng ba betri ho fihlela lebelo le lekanang.

Phello ea Jahn-Teller e baka phephetso e 'ngoe ea meralo. Ha e lahleloa ka tlase ho hoo e ka bang 3V, Mn³⁺ ion e ba le tšitiso ea geometri e fetolang sebopeho sa cubic spinel hore e be tetragonal symmetry. Phetoho ea mohato ona e etsa hore molumo oa anisotropic o fetohe-kristale e hola ka litsela tse ling ho feta tse ling. Ho pheta-pheta libaesekele nakong ea phetoho ena ho hlahisa khatello ea kelello, e tlatsetsang ho senyeha ha bokhoni le ho senyeha ha moralo.

Bafuputsi ba phethile mekhoa e fapaneng ea ho fokotsa. Ho roala ka holim'a metsi ho sebelisa lisebelisoa tse kang aluminium oxide (Al₂O₃), titanium dioxide (TiO₂), kapa likarolo tsa carbon conductive li ka thibela ho qhibiliha ha manganese ka ho theha mokoallo o sireletsang. Boithuto ba 2024 bo bonts'itse hore ho beoa ha lera la athomo la Al₂O₃ ho lelefatsa bophelo ba potoloho ho tloha ho li-cycle tse 500 ho isa ho tse 1,200 ka ho thibela ho kopana ha electrolyte ka kotloloho le bokaholimo ba cathode.

Mekhoa ea ho etsa doping e kenyelletsa ho kenya likarolo tse nyane tsa likarolo tsa kantle ho sebopeho sa spinel. Ho kenyelletsa lintho tse kang aluminium, nickel, kapa chromium ho ka tsitsisa sebopeho sa kristale le ho fokotsa matla a Jahn-Teller. Patlisiso e phatlalalitsoeng ka 2024 e bonts'itse hore ho nkela aluminiamo le fluorine sebakeng sa metsoako ea LiMn₂₋ₓAlₓO₄₋yFy ho ntlafalitse{4}}mocheso o tsitsitseng haholo.

Ka ntle ho li-spinel tsa motheo tsa LiMn₂O₄, ho hlahile mefuta e mengata e fapaneng ho sebetsana le litlhoko tse khethehileng tsa tshebetso. Lithium-rich manganese oxide (LRMO), ka foromo e akaretsang Li₁₊ₓMn₂₋ₓO₄ kapa metsoako ea Li₂MnO₃, e fana ka matla a eketsehileng a fetang 250 mAh/g. Lisebelisoa tsena li ile tsa hlokomeloa lilemong tsa morao tjena ha bafuputsi ba ntse ba sebetsa ho hlola mathata a bona a tlhaho ka ho fela ha motlakase le ho se sebetse hantle ha pele.

Mefuta e meng e phahameng-ea motlakase oa mokokotlo e kang LiNi₀.₅Mn₁.₅O₄ (LNMO) e sebetsa hoo e ka bang 4.7V, e fana ka matla a phahameng ka ho fetisisa a ka bang 200 Wh/kg. Toyota e phatlalalitse merero ka 2024 ea ho lokolla koloi ea motlakase e sebelisang LNMO cathodes ka 2026, e shebileng sebaka sa 400 km. Phephetso ea LNMO e mabapi le botsitso ba electrolyte maemong a phahameng a motlakase, a theolang le ho hlahisa khase nakong ea libaesekele. Electrolyte e nang le fluorinated e ntlafalitsoeng ke bafuputsi ka 2023 e fokolitse sebopeho sa khase ka 90%, ho sebetsana le moeli ona.

Meaho e kopaneng ea cathode e kopanya LMO le lisebelisoa tse ling ho ntlafatsa ts'ebetso. Betri ea CATL ea M3P e kopanya manganese{2}}litlhahiso tse humileng le phosphate{3}kekhemistri e thehiloeng ho phosphate{3}, e fumana 15% ea theko e tlase ho feta libeteri tse tloaelehileng tsa NMC ha e ntse e boloka tšebetso ea tlholisano. Mekhoa ena e tsoakiloeng e emela mokhoa oa indasteri o lebisang ho liqapi tse ikhethileng tsa cathode tse etselitsoeng lits'ebetso tse ikhethileng ho fapana le litharollo tsa{6}khemistri e le 'ngoe.

Mehaho ea manganese oxide e nang le lesela, ha e sa tloaeleha ho feta li-spinel, e fana ka litšobotsi tse fapaneng tsa ts'ebetso. Phuputso ea 2024 mabapi le Li-birnessite, lithium manganese oxide e layered with controlled structural disorder, e bonts'itse ho palama libaesekele ho haufi le bokhoni ba khopolo-taba ka ho hatella liphetoho tse sa batleheng. Tataiso ena ea lipatlisiso e fana ka maikutlo a hore boenjiniere ba meralo e hlokolosi sekaleng sa athomo bo ka hlola meeli ea setso ea LMO.

Tlhahiso ea LMO ea khoebo hangata e sebelisa motsoako o tiileng-moo lithium carbonate (Li₂CO₃) kapa lithium hydroxide (LiOH) e sebetsanang le li-precursors tsa manganese oxide mocheso o phahameng (700-900℃). Ts'ebetso ea calcination e theha sebopeho sa spinel, se nang le boholo ba likaroloana le morphology e laoloang ka mocheso, nako, le khetho ea pele.

Tsoelo-pele ea tlhahiso ea thepa e ikemiselitse ho fokotsa litšenyehelo le ho ntlafatsa thepa ea thepa. Boithuto ba 2024 bo hlahisitse tsela e felletseng ea ho kopanya ho qala ho tloha ho ore ea manganese ho fapana le electrolytic manganese dioxide e hloekisitsoeng (EMD). Sena se tobileng-ho tloha-mokhoeng oa ho tsoa ha asiti, ho sebelisoa asiti ho lateloa ke ho bola ha mocheso le boemo bo tiileng-ho fihletse katleho ea 96.1% ea ho ntšoa ha manganese ha e ntse e hlahisa LMO e sebetsang ka electrochemical ha e bapisoa le lisebelisoa tse tloaelehileng.

Tharollo{{0}mekhoa e thehiloeng ho motsoako joalo ka hydrothermal kapa sol-mekhoa ea gel e fana ka taolo e betere holim'a boholo ba likaroloana le morphology. Mekhoa ena e ka hlahisa likaroloana tsa nanoscale LMO tse nang le sebaka se ntseng se eketseha, se ka ntlafatsang ts'ebetso ea sekhahla. Leha ho le joalo, mekhoa ea tharollo ka kakaretso e bitsa chelete e ngata 'me e fokotseha ha bonolo ho feta e tiileng-mokhoa oa tlhahiso ea khoebo.

Mekhoa ea ho fetola bokaholimo e sebelisoang nakong kapa ka mor'a ho kopanya e ka ntlafatsa ts'ebetso ea LMO. Ts'ebetso ea ho koahela ka tšebeliso ea mouoane oa lik'hemik'hale, ho beha lesela la athomo, kapa mekhoa ea lik'hemik'hale tse metsi li sebelisa likarolo tse sireletsang tse fokotsang ho qhibiliha ha manganese. Botenya ba ho roala, hangata li-nanometer tse 5-20, bo tlameha ho leka-lekanya tšireletso khahlano le lipalangoang tsa ion-litekanyo tse teteaneng li fana ka tšireletso e ntle empa li tsamaea butle ka lithium-ion.

Mmaraka oa lefats'e oa LMO cathode o fihlile ho $ 2.31 bilione ka 2024, ka likhakanyo tse bonts'ang kholo ho $4.29 bilione ka 2033 ka sekhahla sa kholo ea selemo le selemo ea 7.1%. Katoloso ena e bonts'a tlhokahalo e eketsehileng ea betri ea lithium ka kakaretso le melemo e ikhethang ea LMO lits'ebetsong tse ling.

Matla a tikoloho a bonts'a Asia Pacific e busa ka karolo ea 'maraka e ka bang 54% (liranta tse limilione tse likete tse 1.25 ka 2024). China, Japane le Korea Boroa li amohela bahlahisi ba ka sehloohong ba betri mme ba khanna tlhahiso le tlhoko. Litšusumetso tsa 'muso bakeng sa likoloi tsa motlakase le polokelo ea matla a tsosolositsoeng linaheng tsena li tsoela molemo ka kotloloho ho amoheloa ha LMO. Amerika Leboea le Europe hammoho li nka karolo ea 45% ea 'maraka, ka kholo e tsamaisoang ke merero ea ho kenya motlakase le ho boloka matla.

Tlholisano ea lik'hemik'hale tse ling tsa cathode e bopa boemo ba 'maraka ba LMO. Lithium iron phosphate e fumane sebaka sa bohlokoa, haholo-holo Chaena, ka lebaka la bophelo ba eona bo phahameng ba potoloho le litšobotsi tsa polokeho. Lekhalo la litheko lipakeng tsa LMO le LFP le fokotsehile ha tlhahiso ea LFP e ntse e eketseha. Leha ho le joalo, LMO e na le melemo ho matla a khethehileng le motlakase, e boloka sebaka sa eona sa marang-rang -matla a holimo.

Lintlafatso tsa maano li susumetsa ho amoheloa ha LMO. European Union's 2027 Battery Regulation e beha litlhoko tsa ts'ebetso le litaelo tsa ho latelloa ha lintho. Melao ena e ka 'na ea thusa lik'hemik'hale tsa manganese{3}ho feta cobalt{4}}ka mefuta e meng e matla ka lebaka la mathata a tlase a tikoloho le melao ea boitšoaro. Litlhahiso tse ling li kenyelletsa litefiso tsa tlatsetso ho litaba tsa cobalt, tse ka etsang hore LMO 20% e be theko e tlase ho feta NMC mebarakeng e meng haeba e kengoa tšebetsong.

Lithuso tsa lichelete tsa liphuputso li bontša thahasello e tsoelang pele ho libeteri tse thehiloeng ho manganese{0}. Lefapha la Matla la US le fane ka $2 bilione bakeng sa lipatlisiso le nts'etsopele ea manganese{5}e thehiloeng ho betri ho tloha 2024-2027, e shebaneng le ho ntlafatsa matla a mangata le bophelo ba potoloho ha ho ntse ho bolokoa melemo ea litšenyehelo. Letšoao lena la matsete le fana ka maikutlo a hore mmuso o ananetse karolo ea manganese ho arola mefuta e fapaneng ea phepelo ea betri hole le liminerale tsa bohlokoa joalo ka cobalt.

Khokahano ea betri e tiileng-e emela katleho e ka bang teng bakeng sa theknoloji ea LMO. Li-electrolyte tse tiileng li tlosa electrolyte ea mokelikeli e thusang ho qhibiliha ha manganese, e leng monyetla oa ho rarolla mokhoa oa mantlha oa tšenyo ea LMO. Lintlha tsa QuantumScape tsa 2024 tse mabapi le LMO tse pentiloeng ka li-electrolyte tsa ceramic li fihletse lipotoloho tse 500 ka sekhahla sa 1C, leha khanyetso ea sefahleho e lula e phahame ka makhetlo a mararo ho feta lisele tsa electrolyte tsa metsi. Sebopeho se tiileng sa Toyota-se sebelisang LiMn₂O₄ cathode e nang le electrolyte ea Li₃PS₄ se bonts'itse matla a 300 Wh/kg, a atamela maemo a ts'ebetso ea NMC ha a ntse a boloka melemo ea polokeho ea LMO.

Lithium Manganese Oxide

Ho utloisisa LMO ho hloka moelelo ka har'a sebaka se pharaletseng sa betri ea lithium. Lithium cobalt oxide (LCO) e fana ka matla a phahameng a matla (140-180 Wh / kg) empa e na le bothata bo fokolang ba mocheso le litšenyehelo tse phahameng. LCO e laola lisebelisoa tsa elektroniki tse nkehang habobebe moo boholo bo leng bohlokoa ho feta litšenyehelo kapa bophelo bo bolelele, empa mathata a polokeho a fokotsa tšebeliso ea eona lits'ebetsong tse kholoanyane.

Lithium iron phosphate (LFP) e fana ka bophelo ba potoloho e ikhethang (2,000-5,000 cycles) le polokeho e holimo, e sebetsa ka matla a tlase (3.2V nominal). Matla a matla a LFP (90-120 Wh/kg) a theohela katlase ho LMO, empa nako e telele ea ho phela ha eona e etsa hore e theolehe bakeng sa lits'ebetso tseo hangata litjeo tsa ho nchafatsa li fetang theko ea pele. Mmaraka oa likoloi tsa motlakase oa China o ntse o tsoela pele ho rata LFP bakeng sa likoloi tsa maemo a tloaelehileng, athe mefuta ea LMO-NMC e ntse e tloaelehile mebarakeng e etelletsa pele ts'ebetso.

Libetri tsa nickel manganese cobalt (NMC) li fana ka matla a phahameng ka ho fetesisa har'a likhetho tsa hajoale tsa khoebo (150-250 Wh/kg), e leng se etsang hore li ratoe bakeng sa likoloi tsa nako e telele tsa motlakase. Leha ho le joalo, NMC e bitsa chelete e ngata haholo ka lebaka la nickel le cobalt content, 'me mathata a botsitso ba mocheso a hloka mekhoa e rarahaneng ea tsamaiso ea betri. Phano ea motlakase ea LMO e feta NMC ka ho phatloha ha nako e khuts'oane, ho e fa monyetla bakeng sa lits'ebetso tse nyalisitsoeng tse hlokang ho potlakisa kapele.

Libetri tsa Lithium titanate (LTO) li sebelisa anode e fetotsoeng ho fapana le cathode e fapaneng, empa papiso e paka e rutang. LTO e fana ka bophelo bo bolelele bo feteletseng (10,000+ licycycle) le polokeho empa ka matla a fokolang haholo (50-80 Wh/kg). Motsoako oa LTO anode le LMO cathodes e theha libeteri tse ntlafalitsoeng bakeng sa lits'ebetso tse ikhethileng joalo ka lits'ebetso tsa libese tse tjhajang ka potlako, tse bonts'ang hore na ho tsamaisana ha k'hemistri ho ka lebisa litlhoko tsa niche joang.

Lebelo la tlhahiso ea LMO le ile la eketseha lilemong tsa morao tjena ha bafuputsi ba ntse ba sebetsana le mefokolo ea nako e telele. Phuputso ea 2024 ho Journal of the American Chemical Society e hlalositse ka lithium manganese oxide e nang le leae le nang le bothata bo hlophisitsoeng ba sebopeho se fihletseng ho khannoa ka libaesekele haufi le matla a theory. Bafuputsi ba sebelisitse phapanyetsano ea ion le ho laola ho felloa ke metsi 'meleng ho etsa sebopeho sa Li{3}}birnessite se ka thibelang ho falla le ho qhibiliha ha manganese.

Mekhoa ea ho fetola bokaholimo e ntse e tsoela pele. Bafuputsi ka 2024 ba bontšitse hore graphene encapsulation ea likaroloana tsa LMO e ntlafalitse bokhoni ka 15% ha e ntse e lelefatsa bophelo ba potoloho. Lera le feto-fetohang la graphene le amohela liphetoho tsa molumo nakong ea ho palama baesekele ha le ntse le fana ka conductivity ea motlakase le ho sireletsa khahlanong le ho qhibiliha ha manganese. Mokhoa ona o emela mokhoa o pharalletseng oa boenjiniere ba nanoscale ba lisebelisoa tsa cathode.

Mehaho ea likhahla tsa concentration e ile ea hlaha e le tataiso e tšepisang. Ho fapana le sebopeho se ts'oanang ho karolo e 'ngoe le e' ngoe, lisebelisoa tsena li fapana ho tloha motheong ho ea holimo. Phetoho ea butle-butle e felisa ho se lumellane ha segokanyimmediamentsi sa sebolokigolo se bakang ho peperana ha meaho e bonolo e koahetsoeng. Lihlopha tse 'maloa tsa lipatlisiso li tlalehile botsitso bo ntlafetseng ho li-voltages tse phahameng li sebelisa mokhoa ona, le hoja ts'ebetso ea khoebo e ntse e lekanyelitsoe.

Lisebelisoa tsa ho ithuta ka mochini li se li qalile ho ntlafatsa sebopeho sa LMO le ts'ebetso. Bafuputsi ba sebelisitse mekhoa ea khomphutha ho lepa motsoako oa dopant o matlafatsang botsitso ba sebopeho, ho fokotsa teko-le{2}}teko ea liphoso ka tloaelo e hlokahalang bakeng sa nts'etsopele ea lisebelisoa. Phuputso ea 2024 e atlehile ho bolela esale pele ka katleho aluminium-nickel co{6}}karolelano ea doping bakeng sa{7}}mocheso o phahameng oa tšebetso, e leng liteko tse ileng tsa tiisa.

Boemo ba tikoloho ea LMO bo hlahisa melemo le mathata. Ho ntšoa ha manganese ho hloka matla a fokolang-ho sebetsa ka matla ho feta cobalt kapa nickel, 'me bongata ba elemente bo fokotsa khatello 'meleng oa ore e teteaneng. Leha ho le joalo, merafo ea manganese e ntse e hlahisa tšusumetso ea tikoloho ka tšitiso ea mobu, tšebeliso ea metsi, le tšilafalo e ka bang teng haeba e sa laoloe ka nepo.

Liteko tsa potoloho ea bophelo ha li bapisoa le lik'hemik'hale tse fapaneng tsa lithium betri li bonts'a LMO e sebetsa hantle molemong oa khabone ka lebaka la litlhoko tse tlase tsa ts'ebetso le ho felisoa ha cobalt. Phuputso e batsitseng ea 2023 e baliloeng libeteri tsa LMO li hlahisa hoo e ka bang 15-20% e fokolang ea likhase tse tsoang moeeng nakong ea tlhahiso ha ho bapisoa le tse lekanang le NMC ho latela kWh.

Mehaho ea ts'ebeliso ea lisebelisoa tsa LMO e teng ka har'a lits'ebetso tse pharalletseng tsa betri ea lithium. Mekhoa ea Hydrometallurgical e ka khutlisa manganese, lithium le likarolo tse ling ka katleho e phahameng. Leha ho le joalo, boleng bo batlang bo le tlase ba manganese e fumanoeng hape ha bo bapisoa le cobalt kapa nickel bo fokotsa likhothatso tsa moruo bakeng sa ho sebelisoa hape. Litaelo tsa leano bakeng sa ho sebelisoa hape ha betri, joalo ka tse ntseng li kengoa ts'ebetsong Europe, mohlomong li tla ntlafatsa litefiso tsa ho sebelisa LMO ho sa tsotelehe moruo o hlakileng.

-Likopo tsa bobeli tsa bophelo li fana ka tsela e 'ngoe ea ts'ebetso. Libetri tsa LMO tse senyehileng ho feta ts'ebeliso ea koloi hangata li boloka matla a lekaneng bakeng sa polokelo ea matla e sa sebetseng, moo boima ba 'mele le matla a matla li leng tlase ho feta likoloing. Mananeo a 'maloa a liteko a sebelisa libeteri tsa likoloi tsa motlakase tse seng li tlohetse mosebetsi tse nang le li-cathode tsa LMO bakeng sa polokelo ea matla a letsatsi, ho lelefatsa bophelo bo botle ka kakaretso le ho ntlafatsa tšusumetso eohle ea tikoloho.

Ke eng e etsang hore libeteri tsa LMO li sireletsehe ho feta mefuta e meng ea lithium-ion?

Sebopeho sa kristale sa spinel sa LMO se fana ka botsitso ba tlhaho ba mocheso o hananang le ho baleha ha mocheso. Manganese oxide cathodes e lula e tsitsitse ho mocheso o phahameng ho feta mefuta e meng ea cobalt-, 'me ho ba sieo ha cobalt e sebetsang haholo ho fokotsa kotsi ea ho bola ho feteletseng. Liteko li bonts'a libeteri tsa LMO li na le 58% ea kotsi e tlase ea ho baleha mocheso ho latela litekanyetso tsa ts'ireletso tsa UL.

Hobaneng ha libeteri tsa LMO li na le nako e khuts'oane ea bophelo ho feta libeteri tsa LFP?

Ho qhibiliha ha manganese ka har'a electrolyte ho baka ho putlama ha matla a betri ea LMO. Li-ion tsa Mn²⁺ li hula ka har'a sebopeho sa cathode, haholo-holo lithempereichara tse holimo, 'me li fallela sebakeng sa anode moo li sitisang tšebetso ea li-electrode. Libetri tsa LFP li qoba mokhoa ona hobane phosphate ea tšepe e etsa sebopeho se tsitsitseng haholoanyane se sa qhibiliheng tlas'a maemo a tšoanang.

Na libeteri tsa LMO li ka sebelisoa mochesong o feteletseng?

Libetri tsa LMO li sebetsana le mocheso o phahameng hamolemo ho feta mekhoa e meng e mengata, li sebetsa ka mokhoa o sireletsehileng ho fihla ho likhato tse 60 (140 degrees F). Ho sebetsa ha thempereichara e batang ho ba thata haholoanyane-joaloka libeteri tsohle tsa lithium{4}}ion, LMO e na le matla a fokotsehileng 'me e eketsa ho hanyetsa ka hare ka tlase ho 0℃. Ho tepella maikutlo ho tloha mochesong o batang ho ama LMO ka mokhoa o ts'oanang le lik'hemik'hale tse ling.

LMO e bapisoa joang le LFP ea likoloi tsa motlakase?

LMO e fana ka motlakase o phahameng (4.0V vs 3.2V) le phepelo e ntle ea matla bakeng sa ho potlakisa, empa bophelo ba potoloho bo tlase le matla a tlase hanyane. LFP e sebetsa hantle ka bophelo bo bolelele le litšenyehelo tsa likoloi tse tloaelehileng- tsa ho tsamaea, ha LMO-NMC e tsoakoa hantle bakeng sa ts'ebetso-likoloi tse shebileng pele tse hlokang ho tsamaisoa ha motlakase kapele. Mekhoa ea 'maraka e bonts'a lik'hemik'hale ka bobeli li le teng bakeng sa likarolo tse fapaneng tsa likoloi ho fapana le hore e' ngoe e nkele e 'ngoe sebaka.

Lithium Manganese Oxide

Lipatlisiso tsa sengoloa sena li nkiloeng mehloling e mengata e nang le matla a ho akaretsa{0}likhatiso tse hlahlobiloeng ke lithaka ho Journal of the American Chemical Society, Battery & Supercaps, le Energy Storage Materials. Lintlha tsa 'maraka li tsoa lifemeng tsa tlhahlobo ea indasteri ho kenyelletsa DataIntelo le Fortune Business Insights. Litlhahiso tsa tekheniki tse bonts'itsoeng lisebelisoa tse tsoang ho bahlahisi ba betri ho kenyelletsa NEI Corporation, Sigma-Aldrich, le CATL. Lintlha tsa tlhahlobo ea polokeho li tsoa ho litekanyetso tsa UL mme li phatlalalitsoe liteko tsa polokeho ho tsoa ho National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA).