在各国政府的大力支持下，新能源汽车技术更加受到注目并获得较慢发展。作为电动汽车的核心技术，动力电池的研究沦为关键。锂离子电池凭借比容量低、循环寿命长、自放电亲率较低、无记忆效应、环境友好等优点，被普遍认为为最不具发展潜力的电动车用动力电池。

　　负极材料作为锂离子动力电池四大材料的核心材料，对电池的最后性能起着至关重要的起到，动力电池的性能优化往往相结合于负极材料的技术突破，因此负极材料的研究沦为当前锂离子动力电池尤为注目的板块。目前商用的锂离子动力电池负极材料主要有锰酸锂(LMO)、磷酸铁锂(LFP)、三元材料(NMC)。三种材料的基本性能对比如表格1右图。

本文从研究进展及市场应用于等方面分别对这三种材料展开阐述。　　锂离子动力电池负极材料发展综述　　1锰酸锂　　LMO具备原料成本低、制备工艺非常简单、热稳定性好、倍率性能和低温性能优越等优点，日本与韩国的主流锂电池企业近年来仍然使用LMO作为大型动力电池的选用负极材料。日韩在锰系负极应用于方面获得的重大进展，以及市场代表性车型日产Leaf和标准化Volt的商业化应用于，表明出正尖晶石LMO在新能源汽车领域的极大应用于潜力。

　　1.1研究进展　　于是以尖晶石LMO的高温循环与储存性能劣的问题仍然是容许其在动力型锂离子电池中应用于的关键所在。LMO高温性能不欠佳主要由以下原因引发：　　(1)Jahn-Teller效应[1]及腐蚀层的构成：由于表面畸变的方晶系与颗粒内部的立方晶系不相容，毁坏了结构的完整性和颗粒间的有效地认识，从而影响Li+蔓延和颗粒间的电导性而导致容量损失。　　(2)氧缺失：当尖晶石氧气时在4.0和4.2V平台不会同时经常出现容量波动，并且氧的缺失就越多则电池的容量波动就越慢。

　　(3)Mn的沉淀：电解液中不存在的痕量水分不会与电解液中的LiPF6反应分解HF，造成LiMn2O4再次发生水解反应，Mn2+溶到电解液中，并且尖晶石结构被毁坏，造成LMO电池容量波动。　　(4)电解液在高电位下分解成，在LMO表面构成Li2CO3薄膜，使电池极化减小，从而导致尖晶石LiMn2O4在循环过程中容量波动。

氧缺失是LMO高温循环波动的一个主要原因，因为LMO高温循环波动总是预示着Mn的化合价增大而减少的。　　如何增加锰酸锂中引发水解效应的Mn3+而减少不利于结构平稳的Mn4+，完全是改良LMO高温缺失的唯一方法。

从这个角度来看，加到过量的锂或者掺入各种改性元素都是为了超过这一目的。明确而言，针对LMO高温性能的改良措施还包括：　　(1)谓之原子掺入，还包括阳离子掺入和阴离子掺入。

早已研究过的阳离子掺入元素还包括Li、Mg、Al、Ti、Cr、Ni、Co等，实验结果表明这些金属离子掺入某种程度都会对LMO的循环性能有一定提高，其中效果最显著的是掺入Al[2]。　　(2)形貌掌控。

LMO的晶体形貌对Mn的沉淀具有根本性影响。对于尖晶石LMO而言，锰的沉淀主要再次发生在(111)晶面上，可以通过掌控单晶锰酸锂微观形貌的球形化来增大锰酸锂(111)晶面的比例，从而增加Mn的沉淀。因此目前综合性能较为好的高端改性LMO都是单晶颗粒。

　　(3)表面外壳。既然Mn的沉淀是LMO高温性能劣的主要原因之一，那么在LMO表面外壳一层需要导通Li+的界面层而又隔绝电解液与LMO的认识，就可以提高LMO的高温存储和循环性能[3]。　　(4)电解液优化组分。

电解液和电池工艺的给定对LMO性能的充分发挥至关重要。由于电解液中的HF是造成Mn沉淀的罪魁祸首，所以作好负极和电解液的给定，减少Mn的沉淀程度，从而增加对负极的毁坏，是解法LMO高温性能的基本途径。　　(5)与二元/三元材料共混。

由于高端改性锰酸锂的能量密度可提升的空间较小，因此LMO与NCA/NMC共混是一种较为现实的解决方案，需要有效地解决问题锰酸锂在分开用于中不存在的能量密度偏高的问题。比如日产Leaf就是在LMO里面共混11%的NCA，标准化Volt也是重新加入了22%的NMC与LMO混合作为负极材料。

　　1.2动力市场分析　　容量过低的锰酸锂在高温下锰的沉淀将十分相当严重，一般来说，容量低于100mA/g的LMO，其高温性能无法符合动力市场需求。动力型LMO的容量一般在95~100mA/g，这就要求了LMO只有在功率型锂离子电池上才能有用武之地。

因此就现阶段而言，电动工具、混合动力电动汽车(HEV)和电动自行车是LMO的主要应用领域。　　从价格看，目前国内高端动力型LMO的价格一般在8万~10万/吨，如果考虑到Mn金属价格太低造成LMO基本没重复使用再行利用的价值，那么LMO跟LFP一样都是归属于重复使用用于的负极材料。

相比较而言，NMC可以通过电池重复使用而填补20%～30%的原材料成本。由于LMO和LFP在很多应用领域是重合的，LMO必需把价格降至充足较低，才能比起LFP具备整体上的性价比。

考虑到目前国内动力电池市场绝大部分LFP电池占有的现实情况，高端动力型LMO材料必需将价格减少到6万/吨左右的水平，才不会有被市场大规模采纳的可能性，因此国内锰酸锂厂家仍然任重而道远。

本文来源：彩6官方-www.tychique.net