Inki kele Oxide de Manganèse de Litium?

Oxide de manganèse de litium (LMO) kele kima ya katode yina bo ke sadilaka na ba batterie ya litium-ion, yina kele ti formule ya kimunganga LiMn2O4. Yau kele na ntungulu ya kristale ya spinel ya kele na bima tatu-yina kesadisaka na kutambula mbote ya litium-ion na ntangu ya kutula mpi kukatula ba batterie.

Kikalulu ya ketendula LMO kele na ngidika na yo ya kristale ya spinel, yina bo metulaka na nsi ya kimvuka ya zulu Fd3m. Ngidika yai ya réseaux cubiques ketulaka ba atome ya oxygène na bisika ya sikisiki na ntangu ba ion ya manganèse ti ya litium kebakaka bisika ya octaèdre mpi ya tetraèdre. Kadre ya tatu-dimensions ke sala banzila ya kukangama sambu na ba ions ya litium na kutambula na kimpwanza yonso, yina ke balulaka mbala mosi na bisalu ya mbote ya ba batterie.

Mutindu yai ya kutunga ke manisaka diambu mosi yina ke yangisaka bima ya katode ya kele ti bifwanisu zole. Na kisika ya kupusa ba ion na kusala nzietelo na banzila ya planaire ya kele ti bandilu, ngidika ya spinel kepesaka banzila mingi na mitindu tatu. Nsuka na yo kele kunata nswalu ba ion, kufiotuna ngolo ya kati, mpi makuki ya mbote ya kusadila kura. Ba nsosa ke monisa nde ngidika yai ke taninaka kwikama na yo ata na ntangu ya ba cycle ya charge-decharge ya nswalu, yo yina LMO me fwana kibeni sambu na bisadilu yina ke lombaka kupesa ngolo nswalu.

Kuvanda na manganese na kati ya LMO kele na kisika ya valence ya kuvukisa, ti kiteso ya kiteso mosi ya ba ions Mn3+ ti Mn4+ yina ke bakaka bisika ya octaèdre. E fulu kiaki kia oxidação mixte kisadisanga kikilu muna nsaka za electroquímica zivangamanga muna kolo kia salu kia bateria, ediadi disadisanga mu kotesa yo katula e litio ilenda vutuka.

Na ntangu ya kubasisa masa, ba ion ya litium ke katukaka na anode na nzila ya électrolyte mpi ke kwendaka na cathode ya LMO, kisika yo ke bakaka bisika ya tetraèdre na kati ya kadre ya oxide de manganèse. Ba électrons ke lutaka na nzila ya circuit ya nganda, ke basisaka courant ya kura. Ntangu bo ke charger, kisalu yai ke balulaka-ba ions ya litium yina ke basikaka na cathode mpi ke vutukaka na anode.

E fu ya voltage iswaswanesanga LMO ye kimungana miakaka mia katode. Ba batterie ya LMO ke salaka mingi-mingi na voltage ya kiteso ya 4,0V, yina kele mwa mingi kuluta ba système ya oxide de cobalt de litium (LCO). Voltage yayi ya kuluta nene ke sadisaka na kutomisa ngolo ya kubasika na unité ya masse, ata densité ya ngolo ya mvimba ke bikalaka na kati-kati kana beto fwanisa yau ti bima ya cathode ya nickel-rich.

Mecanisme ya intercalation na LMO ke salamaka na nzila ya nzila mosi yina ba ions ya litium ke kotaka na mutindu ya kuvutuka na kati mpe ke basikaka na kati ya ntungulu ya spinel kukonda kubebisa mingi ntungulu ya manganèse-oxygène. Kukangama yai ya ntungulu na ntangu ya kutambula na velo kele mambote mpi bandilu, yina beto ta tadila na kitini ya bampasi.

Ba batterie ya LMO ke salaka mbote na bisadilu yina ke lombaka kubasisa ngolo mingi na ntangu ya fioti. Bisadilu ya ngolo ke monisa kitini ya nene ya zandu, kisika bantu yina ke salaka bima ke bakaka na mbalu makuki ya LMO ya kupesa kura mingi sambu na bisalu ya kutobula, ya kuzenga, mpi ya kukanga bima. Makoki ya kukatula nswalu ke wakana ti mutindu ya kusadila bisadilu na ntangu ya nkaka mpi na ngolo ya mingi-.

Bantu yina ke salaka bakamio ke sadilaka LMO na bakamio ya hybride mpi ya kura, ata mbala mingi bo ke vukisaka yo ti bima ya nkaka ya cathode. Mu mbandu, Nissan Leaf mpi Chevy Volt me sadilaka bakatode yina bo me vukisaka ti LMO-NMC (Nikele Mangane Kobalt). Nzila yayi ya hybride ke sadilaka ngolo ya ngolo ya LMO sambu na kukwenda nswalu na ntangu ya kutula ntima na NMC sambu na ntama ya ke zingaka. Ba nsangu ya mpa ke monisa nde kiteso ya 30% ya LMO yina kele na ba système ya mutindu yina ya kuvukisa ke pesaka equilibre ya mbote ya bisalu.

Ba apareyi ya kimunganga ke bakaka mambote na mutindu LMO ke taninaka mpi na bikalulu na yo ya ngolo. Bisadilu ya kupasula, ba défibrillateur ya bo lenda nata na maboko, mpi bapompi ya kutula menga ke vandaka ti babateri ya LMO sambu stabilité thermique ke fiotunaka kigonsa ya tiya na bisika yina bo ke sansaka bantu ya maladi ya ngolo. Na 2024, analyse mosi ya lutaninu ya ba batterie ya kimunganga kumonaka zero ya incident ya tiya yina bo sonikaka ti ba batterie ya LMO na bisika ya kusansa bantu, kana beto fwanisa yo ti ba incident ya kukabwana ti ba chimie ya nkaka ya litium-ion.

Bavelo mpi ba-scooter yina ke sadilaka kura ke sadilaka mingi-mingi teknolozi ya LMO, mingi-mingi na bazandu ya Azia. Kuvukisa ntalu-kusadila mbote ti kupesa ngolo ya kufwana kefwanana ti mitindu ya kusadila bavwatire yai-banzietelo ya nkufi yina kelombaka ngolo mingi bantangu yankaka sambu na kumata na ngumba to kusala nswalu.

Ba nzila ya kubumba ngolo samu na kuvukisa bima ya mpa ke sadilaka mpe LMO, atako bisadilu yayi ke kutanaka na kutesana na ba phosphate ya kibende ya litium (LFP). Projet mosi ya ferme solaire ya Suède na mvula 2025 tulaka 50 MWh ya ba batterie ya oxide ya sodium-ya manganèse (teknolozi mosi ya mutindu na mutindu), na kumonisaka mambu ya mpa ke landa na yina me tala kubumba ngolo ya manganèse-.

Lithium Manganese Oxide

Kuvanda ti manganese mingi ke salaka nde LMO kuvanda kitoko na mambu ya mbongo. Manganèse kele na kisika ya ntete na kati ya bima ya 12 yina kele na zulu ya ntoto, yo kele mingi kuluta cobalt to nickel. Kuvanda yai kebalulaka na ntalu ya kukonda kusoba mpi na kufyotuna mpasi ya nzila ya kupesa bima. Ba nsangu ya zandu ya ntangu yayi ke monisa ti bima ya LMO ke lomba kitezo ya 20% na nsi ya bima ya nkaka ya nikele-cobalt-manganèse (NCM) ntangu ba ke tanga badepanse ya bima ya ntete.

Kutadila mambu ya nziunga ke zolaka LMO kuluta ba chimie ya ngolo ya cobalt-. Kukatula ba manganese, ata yau kele ve ya kukonda bupusi na nziunga, yau ke tinaka mambu mingi ya bikalulu ya mbote yina ke tadila kuzwa cobalt na bisika yankaka. E lekwa kiaki ke kina ye poison ko, kisadisanga mu sadila lekwa kiaki mu mpila yavangilwa yo vutula lekwa yampa. Ba inzo ya kuvutula ba batterie lenda sala LMO na ba tekiniki ya metallurgie yina me zabanaka, kuvutula manganese sambu na kusadila yau diaka na ba batterie ya mpa to na bisalu yankaka ya bisalu.

Kuvanda ngolo na tiya ke monisa mambote ya nene ya lutaninu. Ba cathodes ya LMO ke telaminaka thermorunaway-mode ya kufwa ya cascade kisika temperature ya batterie ke kumaka mingi nswalu, yina lenda sala nde tiya to kupasuka. Kumekama na kutadila bansiku ya UL ke monisa nde LMO ke monisa kigonsa ya kutina ya tiya na kiteso ya 58% kana beto fwanisa yo ti bansiku ya litium-ion. Kuvanda ngolo ya structure ya spinel ke tendula nde LMO ke taninaka kisalu na temperature ya ngolo, yo ke salaka mbote tii na 60 degrés (140 degrés F) kukonda kubeba mingi.

Kuzaba kucharger nswalu ke katukaka na banzila ya ba ion ya ba dimension tatu-. Ba batterie ya LMO lenda ndima charge na vitesi ya kuluta 1C (charge ya mvimba na ngunga mosi) kukonda kubebisa mingi kisalu na yo. Dyambu yai meswaswana ti bima yankaka ya bo kesadilaka sambu na kusala katode yina kenyokwamaka na kuvidisa ngolo na yo kana bo ketulaka charge nswalu.

Kukonda ngolo na ntangu ya kutambula na velo ya nda ke monisa mpasi ya kuluta nene ya LMO. Ba batterie ya LMO ke pesaka mingi-mingi ba cycle ya charge 300-700 na ntwala nde ngolo na yo kukulumuka tii na 80% ya ba cycle ya kisina-yo kele fioti kibeni kuluta ba cycle 1 500-3 000 yina ba batterie ya LFP ke salaka. Kitini yai kekatukaka na kubwa ya manganese na kati ya electrolyte, dyambu mosi yina kesalamaka nswalu kana tiya kele mingi.

Nzila ya kuyoka kelombaka nde ba ions Mn2+ kukatuka na ntungulu ya cathode, mingimingi na ntwala ya acide hydrofluorique (HF) yina kesalamaka na kufwa ya ba électrolytes. Ba ions yai ya manganèse yina me vukana ke kwendaka na anode, kisika yo ke bumbanaka mpi ke kotaka na couche interphase d’électrolyte solide (SEI). Na nima, mutindu yai ke bebisaka ba électrode yonso zole, yo ke salaka nde batterie kukuma diaka ve ngolo mpi yo ke salaka diaka ve mbote.

Ba bandilu ya densité ya energie ke kangaka nzila na LMO na kutesana na ba applications yina ke lombaka ngolo ya kubumba bima mingi. Ba bateri ya LMO ke lungisaka kiteso ya 100-150 Wh/kg, kana beto fwanisa yo ti 150-250 Wh/kg sambu na NMC mpi 250-300 Wh/kg sambu na bakatode ya kele ti nikele mingi. Sambu na bakamio ya kura yina ketulaka na kisika ya ntete ntama ya kunata, gap yai ya densité ya ngolo kebalulaka mbala mosi na kukulumusa bakilometre na konso charge to na kukumisa kilo ya batterie mingi sambu na kulungisa ntama ya kiteso mosi.

Effet Jahn-Teller ke basisa mpasi ya nkaka ya ntungulu. Kana bo me basisa yo na nsi ya kiteso ya 3V, ba ion Mn3+ ke kutana ti distorsion géométrique yina ke kumisaka structure ya spinel cubique symétrie tetragonale. Kubaluka yai ya bafaze ke salaka nde volime ya anisotrope kusoba-kristale ke kumaka nene na bandambu ya nkaka kuluta bankaka. Kuvutukila kutambula na velo na nsadisa ya kubaluka yai ke basisaka mpasi ya mekanika, yina ke sadisaka na kufwa ya ngolo mpi nsuka-nsuka na kubebisa bima yina bo me tungaka.

Bantu ya ke salaka bansosa me sadilaka mitindu ya kuswaswana ya kufyotuna mpasi yina. Kutula bima na zulu ya bima bonso oxide d’aluminium (Al2O3), dioxyde de titane (TiO2), to ba couche ya carbone yina ke nataka kura lenda kanga nzila na kufwa ya manganèse na kusalaka kima mosi yina ke taninaka yo. Kulonguka mosi ya bo salaka na mvu 2024 kumonisaka nde kutula ba couche atomique ya ba couche ya Al2O3 vandaka kuyedisa luzingu ya ba cycle banda na ba cycle 500 tii na 1 200 na kukangaka nzila na kukutana mbala mosi ya electrolyte ti zulu ya cathode.

Mayele ya kupesa bima ya ke lawusaka ke lombaka kuyingisa bima ya fioti-fioti ya banzenza na kati ya ntungulu ya spinel. Kukotisa bima bonso aluminium, nikele, to chrome lenda sala nde ngidika ya kristale kuvanda ngolo mpi kufiotuna bupusi ya Jahn-Teller. Bansosa yina bo basisaka na mvu 2024 monisaka nde, kana bo yingisa aluminium mpi fluore mbala zole na bima yina bo ke bingaka LiMn244yFy, yo ke tomisaka mingi mutindu ya kukangama na tiya ya ngolo.

Na nima ya spinel ya LiMn2O4 ya luyantiku, mitindu mingi me basikaka sambu na kulungisa mambu ya siki-siki yina bo ke lombaka sambu na kusala kisalu. Bima ya litium-ya oxide de manganèse (LRMO) ya kele ti formule ya nene Li194Mn26O4 to bima ya Li2MnO3 ya bo me tula na ba couche, ke pesaka ngolo ya kuluta 250 mAh/g. Bima yai kubakaka dikebi na bamvula yai mekatuka kuluta ntangu bantu ya kesalaka bansosa kesalaka sambu na kununga bampasi na bo ya kubutukila ti kufwa ya voltage mpi kukonda kusala mbote na luyantiku.

Bavariante ya spinel ya voltage ya ngolo-bonso LiNi0.5Mn1.5O4 (LNMO) ke salaka na kiteso ya 4,7V, ke pesaka ngolo ya ngolo na kiteso ya 200 Wh/kg. Toyota zabisaka lukanu na 2024 ya kubasisa prototype ya kamio ya kura yina ke sadilaka ba cathodes ya LNMO na 2026, na lukanu ya kutambula na kitamina ya bakilometre 400. Mpasi ya LNMO kele na kukangama ya ba électrolytes na ba voltage ya kutombuka, yina ke bebisaka mpi ke basisaka gaz na ntangu ya kutambula na velo. Electrolyte mosi ya fluore yina bantu ya ke salaka bansosa salaka na mvu 2023, fiotunaka mutindu gaz ke basikaka na 90%, mpi yo manisaka bandilu yai.

Ba architecture ya cathode composite ke vukisaka LMO ti bima ya nkaka sambu na kusala mbote. Bateri ya M3P ya CATL ke vukisaka bima ya manganese-ya kele ti bima mingi ti chimie yina kele ti fosfate-, mpi yo ke salaka nde ntalu na yo kuvanda fioti kuluta bateri ya NMC yina bo ke sadilaka mingi mpi yo ke taninaka ngolo ya kutesana. Ba nzila yayi ya kuvukisa ke monisa tendance ya industrie na yina me tala ba compositions cathodes personnalisées yina me bongisama samu na ba applications ya sikisiki na kifulu ya ba solutions chimie mosi -.

Ba structures ya oxide de manganèse ya ba couches, ata yau ke monanaka mingi ve kuluta ba spinels, yau ke pesaka bikalulu ya kuswaswana ya kisalu. Kulonguka mosi ya 2024 na Li-birnessite, oxide ya manganèse ya litium ya kele na ba couche ti kifu ya structurel ya bo ke twadisaka, monisaka nzietelo ya kuvutuka pene-pene ya ngolo ya teori na kukangaka ba transition ya ba fase yina bo ke zolaka ve. Ntuadisu yayi ya bansosa ke monisa ti, kusala bisalu ya kutunga na dikebi nyonso na kitezo ya atome lenda nunga bandilu ya LMO ya kinkulu.

Kusala LMO ya mumbongo kesadilaka mingimingi synthèse ya état solid-, kisika carbonate de litium (Li2CO3) to hydroxyde de litium (LiOH) kesala ti ba precurseurs ya oxide de manganèse na tiya ya ngolo (700-900 degrés ). Nzila ya calcination ke salaka structure ya spinel, na nene ya ba particules mpe morphologie ke twadisamaka na nzila ya temperature, ntangu, mpe kupona ya ba precursors.

Kuyela na kisalu ya kusala bima ke vandaka ti lukanu ya kukulumusa ntalu ya bima mpi ya kutomisa bima yina bo ke sadilaka. Kulonguka mosi ya 2024 salaka nzila ya mvimba ya kusala bima yina ke yantikaka na matadi ya manganèse na kisika ya kusadila dioxyde de manganèse électrolytique raffiné (EMD). Nzila yayi ya mbala mosi-katuka na-minerale, na kusadilaka kuyobisa ya acide na nima ya kubeba ya tiya mpe reaction ya état solide-, me lungisa 96,1% ya ngolo ya kukatula manganese na ntangu ya kusala LMO na bisalu ya electrochimique yina lenda fwanana na bima ya ntama.

Ba metode ya synthèse ya me simbama na solution-bonso ba tekiniki ya hydrothermique to ya sol{1}}gel ke pesa kiyeka ya mbote na nene ya ba particules mpe na mutindu ya kutunga. Banzila yai lenda basisa bima ya LMO ya nanoscale yina kele ti kisika ya kuluta nene, yina lenda tomisa kisalu ya vitesi. Kansi, bametode ya kuyidika mambu kelombaka mbongo mingi mpi yo kevandaka ve ti kiteso ya fyoti kuluta synthèse ya état solid- sambu na kusala bima ya mumbongo.

Ba tekiniki ya kusoba zulu yina bo ke sadilaka na ntangu to na nima ya kusala sinteze lenda tomisa kisalu ya LMO. Banzila ya kutula bima na zulu ya bima na kusadilaka deposition chimique ya vapeur, deposition ya couche atomique, to bametode ya chimie ya madidi kesadilaka ba couche ya lutaninu yina kefyotunaka dissolution ya manganèse. Mutindu ya kufika, mingi-mingi 5-20 nanomètres, fwete vanda ti lutaninu ya kiteso mosi na ntwala ya ngolo ya kunata ba ion-kukangama ya nene ke pesaka lutaninu ya mbote kansi malembe-malembe ba ion ya litium ke tambulaka.

Zandu ya cathode ya LMO ya ntoto ya mvimba kumaka na badolare 2,31 miliare na mvu 2024, ti baprojection ke monisa kuyela tii na badolare 4,29 miliare na mvu 2033 na ntalu ya kuyela ya mvula ya mvimba ya 7,1%. Kuyela yai kemonisa nde bantu kelombaka mingi babateri ya litium na kimvuka mpi mambote ya sikisiki ya LMO na bisadilu yankaka.

Dynamique ya ba régions ke monisa Asie Pacifique ke yala na kitezo ya 54% ya ba zandu (1,25 milliards ya badolare na 2024). Chine, Japon, mpi Corée du Sud ke yambaka bantu ya nene yina ke salaka babateri mpi yo ke pusaka bantu na kusala babateri mpi na kulomba yo. Ba nsangu ya luyalu ke pesa kikesa na ba vwatile ya kura mpe kubumba ngolo ya mpa na ba insi yayi ke sadisa mbala mosi na kundima LMO. Amerika ya Nordi mpe Eropa na kimvuka kele kitezo ya 45% ya zandu, na kuyela yina ke katukaka na bisalu ya kupesa kura na ba kamio mpe ya kubumba ngolo.

Kutesana ya ba chimie ya cathode ya nkaka ke yidikaka kisika ya LMO na zandu. Fosfate ya kibende ya litium me baka kisika ya nene, mingi-mingi na Chine, sambu na luzingu na yo ya kuluta mbote ya nzietelo mpi bikalulu na yo ya lutaninu. Luswaswanu ya ntalu na kati ya LMO na LFP me kulumuka mutindu kisalu ya LFP me kuma mingi. Kansi, LMO ke taninaka mambote na ngolo mpi na voltage ya siki-siki, ke taninaka kisika na yo na bisadilu ya ngolo ya mingi-.

Kuyela ya politiki ke vandaka ti bupusi na mutindu bantu ke ndimaka LMO. Nsiku ya 2027 ya Union européenne ya ke tadila ba batterie ke tula bansiku ya ke tadila kutanina bima mpi bansiku ya ke tadila mutindu ya kulandila bima. Ba nsiku yayi lenda pesa nzila na ba chimie ya manganese-na zulu ya ba nzila ya nkaka ya cobalt-ya ngolo samu na ba mambu ya fioti ya nzingulu mpe ya bikalulu ya mbote. Ba ngindu yankaka kele na ba mbongo ya kufuta na zulu ya bima ya cobalt, yina lenda sala ti LMO kuvanda na ntalu ya fioti na 20% kuluta NMC na ba zandu yankaka kana yau me salama.

Mbongo ya bansosa ke monisa nde bantu ke landa kusepela ti babateri ya manganese-. Departema ya Energie ya États-Unis pesaka bamiliare zole ya badolare sambu na kusala bansosa mpi kusala ba batterie yina me simbama na manganese-banda na mvu 2024-2027, mpi kutula dikebi na kutomisa densité ya ngolo mpi luzingu ya nzietelo na ntangu bo ke tanina mambote ya mbongo. Signal yayi ya investissement ke pesa ngindu ya kundima ya luyalu kisalu ya manganèse na ku pesa ba nzila ya ku pesa ba batterie na mitindu mingi ntama na ba minerale ya mfunu mutindu cobalt.

Kuvukisa ba batterie ya ngolo-ke monisa nzila ya nene sambu na teknolozi ya LMO. Ba électrolytes ya ngolo ke katulaka électrolyte ya masa yina ke sadisaka na kufwanisa manganèse, mpi yo lenda manisa mutindu ya ntete ya kubeba ya LMO. Ba nsangu ya QuantumScape ya 2024 na yina me tala LMO yina bo me vukisa ti ba électrolytes ya ceramique me lungisa ba cycle 500 na vitesi ya 1C, ata résistance interfaciale ke bikala mbala tatu kuluta baselile ya ba électrolytes ya masa. Toyota ya prototype ya ngolo-state na kusadilaka cathode LiMn2O4 na electrolyte Li3PS4 monisaka 300 Wh/kg ya ngolo, kufinama na nivo ya bisalu ya NMC na ntangu ya kutanina mambote ya lutaninu ya LMO.

Lithium Manganese Oxide

Kubakisa LMO kelombaka contexte na kati ya ntoto ya nene ya ba batterie ya litium. Oxyde de cobalt de litium (LCO) ke pesa ngolo ya mingi (140-180 Wh/kg) kansi ke niokwamaka na kukonda ngolo ya tiya mpe na ntalu ya mingi. LCO ke yalaka bima ya elektroniki yina bo lenda nata na maboko kisika nene kele mfunu mingi kuluta ntalu to luzingu ya nda, kansi mambu ya ke tadila lutaninu ke kangaka nzila na kusadila yo na bisadilu ya nene.

Fosfate ya kibende ya litium (LFP) ke pesaka luzingu ya nzietelo ya kuyituka (2 000-5 000 ya nzietelo) mpi lutaninu ya kuluta mbote, yo ke salaka na voltage ya fioti (3,2V nominal). Densité ya ngolo ya LFP (90-120 Wh/kg) ke kulumuka na nsi ya LMO, kansi luzingu na yau ya yinda ke sala ti yau vanda mbongo mingi ve samu na bisalu yina mbongo ya kuyingisa mbala na mbala ke luta ntalu ya kusumba ya ntete. Ba zandu ya ba kamio ya kura ya Chine ke zola mingi LFP sambu na ba kamio ya range standard, na ntangu yina ba blends ya LMO-NMC ke bikala mingi na ba zandu yina ke tulaka na kisika ya ntete kisalu.

Ba batterie ya nickel manganèse cobalt (NMC) ke pesaka ngolo ya kuluta mingi na kati ya ba batterie ya mumbongo ya ntangu yai (150-250 Wh/kg), yo yina bo ke zolaka yo mingi sambu na bakamio ya kura yina ke tambulaka ntama. Kansi, NMC kelombaka mbongo mingi sambu na nikele mpi cobalt yina kele na kati na yo, mpi mambu ya metala kukangama ya tiya kelombaka kusadila bangidika ya ngolo ya kutwadisa babateri. Kupesa ngolo ya LMO meluta NMC na bambuma ya nkufi, yo kepesaka yo nswa ya kusala bisalu ya hybride yina kelombaka kusala nswalu.

Ba batterie ya litium titanate (LTO) kesadilaka anode yina bo mesobaka na kisika ya kusadila cathode yankaka, kansi kufwanisa yina kepesa malongi. LTO ke pesa luzingu ya nda ya kuluta (10,000+ ba nzietolo) mpe lutaninu kansi na ngolo ya fioti kibeni (50-80 Wh/kg). Kuvukisa ba anode ya LTO ti ba cathode ya LMO ke salaka ba batterie yina bo me yidika mbote sambu na bisadilu ya siki-siki bonso ba système ya bisi yina ke charger nswalu, yina ke monisa mutindu kuvukisa ba chimie lenda tadila ba nsatu ya niche.

Nswalu ya kusala bima ya mpa ya LMO kumaka nswalu na bamvula yai mekatuka kuluta sambu bantu ya kesalaka bansosa vandaka kuyidika mambu yina vandaka kukanga bo nzila banda ntama. Kulonguka mosi ya bo salaka na mvu 2024 na zulunalu mosi (Journal of the American Chemical Society) tendulaka oxide ya manganèse ya litium yina kele ti ba couche mpi ti maladi ya structurel yina bo ke twadisaka mpi yina salaka nde yo kuma ti velo yina lenda vutuka pene-pene ya ngolo yina bo ke tubaka. Bantu yina salaka bansosa sadilaka echange ya ba ions mpi bo vandaka kuyala kukonda masa sambu na kusala ngidika mosi ya Li-birnessite yina vandaka kukangama ngolo mpi yina vandaka kukanga manganese nzila ya kukwenda mpi ya kufwa.

Mayele ya kusoba zulu ke landa kutoma. Bantu ya ke salaka bansosa na mvu 2024 monisaka nde, kana bo tula graphène na bitini ya LMO, yo ke tomisaka ngolo na yo na kiteso ya 15% mpi yo ke kumisaka luzingu ya nzietelo nda. E nlonga wa graphene flexible utambulanga e nsobani za volumen muna ntangwa ya kwenda muna mvelo, ekolo uvananga e ngolo za kura yo tanina muna nsongo mia manganese. Nzila yayi ke monisa nzila ya nene ya ke kwenda na nzila ya inzeniere ya nanoscale ya bima ya cathode.

Ba ntungulu ya gradient ya concentration basikaka bonso nzila ya mbote. Na kisika ya kuvanda ti bima ya mutindu mosi na konso kitini ya kima, bima yai ke vandaka ti bima ya kuswaswana banda na kati tii na zulu. Kubaluka malembe-malembe ke katulaka kukonda kuwakana ya interface yina ke salaka nde bima ya pete-pete yina bo me pakula kupasuka. Bimvuka mingi ya bansosa tubaka nde bo me tomisaka ngolo na ba voltage ya ngolo na kusadilaka mutindu yai, ata kusadila yo na mumbongo kele kaka fioti.

Ba application ya kulonguka na nzila ya masini me yantika kusala mbote-mbote synthèse ya LMO mpi kisalu na yo. Bantu ya ke salaka bansosa sadilaka bambandu ya ordinatere sambu na kuzaba na ntwala mutindu bima yina ke vukisaka bima yina ke sadisaka na kukangama mbote, mpi yo ke fiotunaka kumeka ya kumeka-mpi ya -kifu yina bo ke lombaka na kinkulu sambu na kusala bima. Kulonguka mosi ya 2024 nungaka na kutuba na ntwala ba ratios ya mbote ya aluminium-nickel co-doping sambu na kisalu ya ngolo-ya tiya, yina ba eksperiansi yina landaka ndimisaka.

Nsadulu ya nzingulu ya LMO ke monisa mambote mpe ba mpasi. Kukatula manganèse ke lombaka kusadila ngolo fioti-kuluta cobalt to nickel, mpe bumbidi ya kima yina ke kulumusaka mpasi na nitu ya matadi ya ntalu yina me vukana. Kasi, kuzwa manganese ke nata kaka ba mpasi na nzingulu na nzila ya kubebisa ntoto, kusadila masa, mpe kubebisa yina lenda salama kana ba ke sadila yau mbote ve.

Ba nsangu ya luzingu yina ke fwanisaka ba chimie ya ba batterie ya litium ya kuswaswana ke monisa nde LMO ke salaka mbote na yina me tala ntalu ya carbone sambu na ba nsatu ya fioti ya kusadila mpi kukatula cobalt. Kulonguka mosi ya mvimba ya 2023 me tanga nde ba batterie ya LMO ke basisaka kiteso ya 15-20% ya fioti ya ba gaz à effet de serre na ntangu ya kusala bima kana beto fwanisa yo ti ba équivalent ya NMC na zulu ya kWh mosi.

Infrastructures ya kuvutula bima na kisalu sambu na LMO kele na kati ya ba système ya kuvutula bima ya mpa ya ba batterie ya litium ya nene. E mpila za hydrométallurgia zilenda vutula e manganese, litio ye lekwa yakaka muna mpila yambote. Kansi, ntalu ya fioti ya manganese yina bo me vutula kana beto fwanisa yo ti cobalt to nickel ke fiotunaka mambu yina ke pusaka bantu na kusadila mbongo sambu na kusadila yo diaka. Ba nsiku ya nsiku ya kuvutula ba batterie, mutindu yina ke na kusalama na Eropa, lenda tomisa ntalu ya kuvutula ba LMO ata na mambu ya mbongo ya mpembe.

Ya zole-ba application ya luzingu ke pesa nzila ya nkaka ya kuzinga mingi. Ba batterie ya LMO yina me beba na nima ya kusadila yo na bakamio ke bumbaka mbala mingi ngolo ya kufwana sambu na kubumba ngolo yina ke tambulaka ve, kisika kilo mpi ngolo ya ngolo ke vandaka mfunu mingi ve kuluta na bakamio. Baprograme mingi ya kumeka kesadilaka dyaka babateri ya bakamio ya kura yina mekatukaka na kisalu yina kele ti ba cathode ya LMO sambu na kubumba ngolo ya ntangu, sambu na kuyedisa luzingu ya mvimba ya mfunu mpi kutomisa bupusi ya mvimba ya mupepe.

Mambu ya nki ke salaka nde babateri ya LMO kuvanda na lutaninu kuluta mitindu ya nkaka ya litium-ion?

E nkubika ya kristalu ya spinel ya LMO ivananga ngolo za tiya za kiwuntu zina zilenda tina e tiya. Ba cathode ya oxide de manganèse ke bikalaka ya kukangama na ba temperature ya kuluta ngolo kuluta ba nzila ya nkaka ya cobalt-, mpe kukonda ya cobalt yina ke pesaka mvutu mingi ke kulumusaka kigonsa ya kubeba ya exothermique. Kumeka kumonisa nde babateri ya LMO kele ti kigonsa ya kutina na tiya ya 58% na kutadila bansiku ya lutaninu ya UL.

Ekuma e bateria za LMO ke zingilanga kolo kiakete ko ke mu bateria za LFP ko?

Kufwa ya manganese na kati ya electrolyte ke salaka nde ngolo ya ba batterie ya LMO kuvila malembe-malembe. Ba ions Mn2+ ke katukaka na structure ya cathode, mingi-mingi na ba temperature ya ngolo, mpi ke kwendaka na anode kisika yo ke kangaka kisalu ya ba électrode. Ba batterie ya LFP ke tinaka mutindu yai sambu fosfate ya kibende ke salaka kima mosi ya ke zingaka mbote mpi yina ke lembaka ve kana mambu kele mutindu mosi.

Nga e bateria za LMO zilenda sadilwa muna fulu ya tiya kikilu?

Ba batterie ya LMO ke kangamaka mbote na tiya ya ngolo kuluta ba batterie mingi ya nkaka, yo ke salaka mbote tii na ba degre 60 (140 degre F). Kusala na temperature ya madidi ke monisa nde yo kele mpasi mingi-bonso ba batterie yonso ya litium-ion, LMO ke niokwamaka na kukulumuka ya ngolo mpi na kuyela ya ngolo ya kati na nsi ya 0 degré . Kukulumuka ya voltage yina kekatukaka na madidi kesimbaka LMO mutindu mosi ti bima yankaka ya kimunganga.

Inki mutindu LMO ke fwanana ti LFP sambu na bakamio ya kura?

LMO ke pesa voltage ya kuluta mingi (4,0V vs 3,2V) mpi kupesa ngolo ya mbote sambu na kupesa nswalu, kansi luzingu ya nzietelo ya fioti mpi densité ya ngolo ya fioti. LFP me luta na luzingu ya nda mpi na ntalu sambu na bakamio ya range ya standard-, kansi ba blends ya LMO-NMC ke salaka mbote sambu na bakamio yina ke sadilaka ngolo- yina ke lombaka kupesa ngolo nswalu. Ba tendance ya zandu ke monisa nde ba chimie yonso zole ke zingaka kumosi sambu na bitini ya kamio ya kuswaswana na kisika ya kubaka kisika ya mosi na kisika ya yankaka.

Lithium Manganese Oxide

Bansosa ya bo salaka sambu na disolo yai katukaka na mikanda mingi ya bo me ndimaka, mu mbandu mikanda yina bo me sonikaka na zulunalu mosi (Journal de la Société américaine de la chimie), Batterie & Supercaps, mpi Bima ya Kubumba Energie. E nsangu za zandu zatuka muna kompani za fimpa e salu, zina ye DataIntelo ye Fortune Insights za kinkita. Ba nsangu ya tekiniki vandaka kutadila bima ya bantu yina ke salaka ba batterie, mu mbandu NEI Corporation, Sigma-Aldrich, mpi CATL. Ba nsangu ya kumeka lutaninu katukaka na bansiku ya UL mpi bo basisaka bansangu ya lutaninu yina katukaka na kimvuka mosi (NHTSA) yina ke talaka mambu ya lutaninu.