北极星储能网讯:编者按：储能电池要求安全性高、寿命长、价格低、能量转换效率高、易维护以及环境友好等诸多特点。当前已经开展商业化储能应用的二次电池主要有铅酸电池(包括铅碳电池)、锂离子电池、液流电池和高温钠电池(包括钠硫电池和ZEBRA电池)等。

对比这几种二次电池的优缺点，当前并不存在各项指标要求都能满足的“理想电池”。对于储能用锂离子电池而言，相对于层状正极材料和尖晶石正极材料，目前只有采用橄榄石结构正极材料有可能满足其大部分技术指标。因此笔者个人认为，磷酸盐正极材料应该是储能锂离子电池的首选。

目前有产业化前景的橄榄石结构正极材料主要是LFP，LMP和两者的固溶体LMFP。 在本文中，技术大牛将重点介绍磷酸锰锂(LMP)的产业化前景及面临的主要问题。

很多人认为在众多橄榄石系正极材料中，除了LFP之外最有可能产业化的磷酸盐正极材料就属LMP了，但是笔者对LMP的产业化前景持保留意见。LMP的最大优点是其能量密度要高于LFP。虽然LMP理论储锂容量与LFP相同(171mAh/g)，但LMP相对于Li+/Li的电极电势为4.1V高于LFP的3.4V，可以计算出LMP材料理论能量密度比LFP高出20%，在实际电池中大概有10-15%左右的能量密度提升。此外， 原材料和生产成本低也是人们常提及的LMP的优势之一。但笔者个人认为，由于LMP材料生产上的困难以及实际应用中的一些附加成本，LMP的综合使用成本并不比LFP更具具优势。

就目前的产业化现状而言，LMP这个材料还面临以下几个难以克服的问题：

LMP的电化学活性比LFP更低，纯LMP在半电池中几乎测不出容量。LFP的电子电导本来就很低，但LMP的电子电导(~ 10-10S/cm)比LFP还要低一个数量级，这主要是因为LMP的电子传输势垒比LFP高约50%的原因。事实上，纯LMP其实就是个绝缘体。同样，LMP的锂离子扩散系数也比LFP要低。这两个因素导致其锂离子脱出速度极慢，而其电化学活性低的本质原因就是锂离子迁移速度慢。针对LMP电化学活性低的改性办法跟LFP几乎一样，也是

① 采用纳米合成技术制备LMP纳米颗粒，从而减小Li+扩散距离来改善倍率性能。实际使用的LMP的粒径要比LFP更小，一般一次颗粒小于50nm才具备一定的电化学活性。

② 控制产物的形貌，使其尽可能多地形成纳米片，增大比表面积。

③合成碳包覆的LMP复合物，从而提高其电子电导。由于LMP的电导更低，所以碳包覆量普遍要高于LFP，碳包覆在LMP的合成过程中还有降低纳米颗粒团聚的作用。

④ Mn位掺杂金属阳离子增强其电子电导和离子扩散系数，研究发现 Fe、Ni、Mg的掺杂有一定效果，实际应用较多的是Fe掺杂。目前市面上的几款LMP中试级产品都是综合采用上述几种改性方法，但是就实际使用效果而言，这些LMP产品的电化学性能相比一般质量的LFP都还有一定差距。

LMP的热稳定性不及LFP好。在200 oC 以上LMP会发生分解。虽然释放的热量比层状正极材料少，但由于释放出氧气因而存在着点燃电解液的可能性。因此笔者个人认为，相较于LFP，LMP电池的安全性将会是一个很严重的问题，只是由于目前LMP还未产业化全电池测速数据非常有限，而没有引起人们的重视。

Mn的溶解问题。与尖晶石锰酸锂(LMO)相似，LMP也存在比较严重的Mn溶解问题，高温下Mn溶解更加严重。溶解在电解液中的Mn2+在石墨负极表面被还原成金属Mn而催化分解SEI膜破坏负极界面，导致电池容量衰减。跟LMO一样，LMP中也存在Mn3+的Jahn-Teller效应，但笔者不认为其对LMP的电化学性能有较大影响。