O le a le Lithium Manganese Oxide?

O le Lithium Manganese Oxide (LMO) ose mea fa'akomepiuta o lo'o fa'aogaina i ma'a lithium-iona, fa'atasi ai ma le fua fa'ama'i LiMn₂O₄. O lo'o fa'aalia ai se fausaga tioata -tolu itu e mafai ai ona fa'agaoioi le lithium-iona i le taimi e fa'aalu ai maa ma ta'amilosaga.

O le uiga iloga o le LMO o lo'o taoto i lona fausaga tioata, fa'avasegaina i lalo ole vaega avanoa Fd3m. O lenei lattice kupita fa'atulagaina tu'u o le okesene atoms i vaega ma'oti a'o manganese ma lithium ion nofo i octahedral ma tetrahedral nofoaga. O le auivi -tolu itu e fausia ai ala feso'ota'i mo ion lithium e feoa'i sa'oloto, lea e fa'aliliu sa'o i le fa'atinoga o ma'a.

O lenei ata faufale e fo'ia ai se fa'afitauli o lo'o a'afia ai -meafaitino cathode e lua. Nai lo le fa'amalosia o ion e feoa'i i auala fa'atapula'a, o le fausaga o le spinel e ofoina atu le tele o auala i itu e tolu. O le taunuuga o le televave o felauaiga o le ion, faʻaitiitia le teteʻe i totonu, ma sili atu le gafatia o le taulimaina o loʻo iai nei. O su'esu'ega o lo'o fa'aalia ai o lenei fausaga e tumau pea lona fa'amaoni e o'o lava i taimi vave-ta'amilosaga fa'aola, ma fa'apitoa ai le LMO mo talosaga e mana'omia ai le vave tu'uina atu o le paoa.

O le manganese i totonu o le LMO o loʻo i ai i se tulaga faʻafefiloi valence, faʻatasi ai ma vaega tutusa o Mn³⁺ ma Mn⁴⁺ ion o loʻo nofoia nofoaga octahedral. O lenei tulaga faʻafefiloi faʻamaʻi e iai sona sao taua i gaioiga eletise e tupu i le taimi o le faʻaogaina o maa, faʻatagaina mo le faʻaofiina ma le faʻaaogaina o le lithium.

I le faagasologa o le lafoaia, o le lithium ions e alu ese mai le anode e ala i se electrolyte i le LMO cathode, lea latou te nofoia ai nofoaga tetrahedral i totonu o le manganese oxide framework. O eletise e tafe atu i le taamilosaga i fafo, e gaosia ai le eletise. Pe a fa'atumuina, o le faiga lea e toe fa'afo'i-iona lithium mai le cathode ma toe fo'i i le anode.

O uiga eletise e fa'aeseese ai le LMO mai isi vaila'au kemisi cathode. O ma'a LMO e masani lava ona fa'agaoioi i le eletise e tusa ma le 4.0V, e maualuga teisi atu nai lo masini lithium cobalt oxide (LCO). Ole maualuga lea ole voltage e saofagā ile fa'aleleia atili ole malosiaga ile iunite le tele, e ui o le aofa'i ole malosi ole malosi e tumau pea le feololo pe a fa'atusatusa ile nickel-matea o le cathode.

O le fa'aogaina o feso'ota'iga i le LMO e tupu i se fa'agasologa e mafai ai ona fa'aofi i totonu ma fa'asolo mai i totonu ma fa'apipi'i mai le fausaga o le ivi e aunoa ma le fa'alavelaveina tele o le fa'avaa o le manganese-oxygen. O lenei faʻamautu faʻavae i le taimi o le uila o se mea lelei ma se faʻatapulaʻa, lea o le a tatou suʻesuʻeina i le vaega o luʻitau.

O ma'a LMO e sili atu i talosaga e mana'omia ai le malosi maualuga i taimi pu'upu'u. O meafaigaluega eletise e fai ma sui o se vaega tele o maketi, lea e faʻatauaina ai e le au gaosi le gafatia o le LMO e tuʻuina atu le tele o le taimi mo le viliina, tipi, ma le faʻapipiʻiina. O le gafatia vave ona lafoa'i e fetaui ma le fa'aogaina, maualuga-maoa natura o le fa'aogaina o meafaigaluega.

O lo'o fa'aaogaina e le vaega o ta'avale le LMO i ta'avale fa'atosina ma ta'avale eletise, e ui lava e masani ona fa'atasi ma isi mea cathode. O le Nissan Leaf ma le Chevy Volt, mo se fa'ata'ita'iga, sa fa'aogaina LMO-NMC (Nickel Manganese Cobalt) fa'afefiloi cathodes. O lenei faiga fa'afefiloi e fa'aogaina ai le malosi maualuga o le LMO mo le fa'avavevave a'o fa'alagolago i le NMC mo le fa'atumauina. O fa'amaumauga lata mai o lo'o fa'aalia ai pe tusa ma le 30% LMO mea i totonu o ia faiga fa'afefiloi e maua ai le paleni lelei o fa'atinoga.

E aoga masini fa'afoma'i mai fa'amatalaga saogalemu a le LMO ma uiga o le malosi. O mea faigaluega fa'apitoa, masini fa'amama feavea'i, ma pamu infusion e fa'apipi'i ai ma'a LMO ona o le mautu fa'amama e fa'aitiitia ai le lamatiaga o le afi i totonu o si'osi'omaga ogaoga. I le 2024 au'ili'iliga o le saogalemu o ma'a fa'afoma'i na maua ai e leai ni fa'amaumauga mu fa'amauina i ma'a LMO i nofoaga fa'afoma'i, fa'atusatusa i fa'alavelave fa'apitoa ma isi mea kemisi - lithium.

O uila eletise ma sikola ua faʻateleina le faʻaaogaina o tekonolosi LMO, aemaise lava i maketi Asia. O le tu'ufa'atasiga o le tau-maea ma lava le tu'uina atu o le paoa e fetaui lelei ma fa'aoga masani o nei ta'avale-malaga pupuu ma maualuga - mana'oga mo le a'ea a'e po'o le fa'avavevave.

O faiga e teu ai malosiaga mo le fa'afouina fa'afouina e fa'aogaina ai le LMO, e ui o lenei talosaga e feagai ma tauvaga mai le lithium iron phosphate (LFP). O se galuega fa'ato'aga a Suetena i le 2025 na fa'aogaina ai le 50 MWh o ma'a sodium-manganese oxide (se'ese'ese tekonolosi), fa'aalia ai le fa'aauauina o mea fou i le manganese-o le teuina o le malosi.

Lithium Manganese Oxide

O le tele o manganese e faʻapenaina ai le tamaoaiga o le LMO. O le manganese o le 12th sili ona tele elemene i le eleele o le lalolagi, e sili atu le tele nai lo cobalt poʻo le nickel. Ole avanoa lea e fa'aliliuina ile tau mautu ma fa'aitiitia le fa'aletonu ole filifili ole sapalai. O fa'amaumauga o maketi o lo'o iai nei o lo'o fa'aalia ai le tau o mea a le LMO pe a ma le 20% e itiiti ifo nai lo le nickel-cobalt-manganese (NCM) isi mea pe a fa'amauina tupe fa'aalu mea mata.

O iloiloga fa'alesiosiomaga e sili ai le LMO nai lo le cobalt-kemisi malosi. O le fa'aaogaina o le manganese, e ui lava e leai se a'afiaga o le si'osi'omaga, e aloese mai le tele o atugaluga fa'ale-aganu'u e feso'ota'i ma le fa'aogaina o cobalt i nisi itulagi. O mea e le oona -natura e faafaigofie ai le taulimaina i le gaosiga ma le toe fa'aaogaina. O fale toe fa'aaogaina maa e mafai ona fa'agaoioia le LMO fa'atasi ai ma metotia fa'ameamea, toe fa'afo'i mai le manganese mo le toe fa'aogaina i ma'a fou po'o isi fa'aoga tau pisinisi.

O le mautu o le vevela e fa'atusalia ai se fa'amanuiaga taua tele mo le saogalemu. LMO cathodes e tete'e atu i le vevela -le faiga fa'ato'a fa'aletonu lea e vave fa'ateteleina ai le vevela o le ma'a, e ono tupu ai le afi po'o le pa. Fa'ata'ita'iga e tusa ai ma fa'ata'ita'iga a le UL e fa'aalia ai le LMO e 58% le maualalo o le lamatiaga o le sola fa'amama fa'atusatusa i fa'atūlaga masani lithium-ion. O le fa'amautu o le fausaga o le spinel o lona uiga o le LMO e fa'atumauina le fa'atinoga i le maualuga o le vevela, fa'agaoioi ma le saogalemu e o'o atu i le 60 tikeri (140 tikeri F) e aunoa ma se fa'aleagaina tele.

O le malosi e fa'aola vave e afua mai i -tolu vaega o ala ion. E mafai e maa LMO ona talia le tau i tau e sili atu i le 1C (totogi atoa ile itula e tasi) e aunoa ma se fa'aletonu tele. E fa'atusatusa lea ma nisi mea cathode e mafatia i le gau o le malosi i lalo o tulaga fa'avave vave.

Ole vaivai ole malosi ile ti'eti'e uila umi ole lu'itau a le LMO. O ma'a LMO e masani lava ona fa'aolaina le 300-700 ta'amilosaga a'o le'i pa'u le malosi i le 80% o le mea muamua-e la'ititi ifo nai lo le 1,500-3,000 ta'amilosaga na maua e ma'a LFP. O lenei tapulaʻa e mafua mai i le faʻamavaeina o le manganese i totonu o le electrolyte, o se mea e faʻavavevave i le maualuga o le vevela.

O le masini fa'amavae e aofia ai ion Mn²⁺ e to'esea mai le fausaga o le cathode, ae maise i le i ai o le hydrofluoric acid (HF) e fa'atupu mai le pala o le electrolyte. O nei ion manganese malepe e malaga atu i le anode, lea latou te teuina ma faʻalavelave ai i le eletise eletise interphase (SEI). I le aluga o taimi, o lenei faiga e faʻaleagaina uma eletise, faʻaitiitia ai le malosi atoa ma le faʻatinoga.

Fa'atapula'aina le malosi o le malosi e fa'atapula'aina ai le fa'atauva a le LMO i talosaga e mana'omia ai le tele o mea e teu ai. O maa LMO e ausia pe tusa ma le 100-150 Wh/kg, fa'atusatusa i le 150-250 Wh/kg mo NMC ma le 250-300 Wh/kg mo cathodes maualuga-nickel. Mo ta'avale eletise e fa'amuamua le ta'avale umi, o lenei va o le malosi e fa'aliliu sa'o i le fa'aititia o maila i le totogi po'o le fa'atuputeleina o le mamafa o le maa e ausia ai le laina tutusa.

O le Jahn-Aafiaga Teller o lo'o tula'i mai ai se isi lu'itau fa'atulagaina. Pe a fa'ate'a i lalo pe tusa ma le 3V, o ion Mn³⁺ o lo'o i ai se fa'alavelave fa'atekinolosi e fa'aliliuina ai le fausaga kupita ivi i le fa'atusa tetragonal. Ole suiga ole vaega lea e mafua ai suiga ole voluma anisotropic-o le tioata e faalautele atili i nisi itu nai lo isi. O le ta'amilosaga faifaipea i lenei suiga e fa'atupuina ai le mamafa fa'ainisinia, e saofagā i le vaivai o le malosi ma i'u ai ina fa'aleagaina le fausaga.

Ua tuliloaina e le au suʻesuʻe ni taʻiala eseese. O fa'alavalava i luga e fa'aogaina ai mea e pei o le alumini oxide (Al₂O₃), titanium dioxide (TiO₂), po'o le fa'aulu o le carbon layers e mafai ona fa'alavelaveina le fa'amavaeina o le manganese e ala i le faia o se pa puipui. O se su'esu'ega i le 2024 na fa'aalia ai o le fa'aputuina o lapisi atomika o Al₂O₃ na fa'alauteleina ai le ola mai le 500 i le 1,200 ta'amilosaga e ala i le taofia o le fa'afeso'ota'i sa'o o le electrolyte ma le pito i luga o le cathode.

Fuafuaga fa'a-doping e aofia ai le suia o ni vaega laiti o elemene mai fafo i totonu o le fausaga o le spinel. O le tu'ufa'atasia o elemene e pei o le alumini, nickel, po'o le chromium e mafai ona fa'amautu le fausaga tioata ma fa'aitiitia ai le aafiaga o le Jahn-Teller. O su'esu'ega na fa'asalalau i le 2024 na fa'aalia ai e fa'apea, e lua suitulaga i le alumini ma le fluorine i LiMn₂₋ₓAlₓO₄₋yFy fa'aputuga na fa'aleleia atili ai le maualuga-mautu o le vevela.

I tua atu o le LiMn₂O₄ spinel, e tele suiga ua tula'i mai e fa'atatau i mana'oga fa'atino. Lithium-meamea mauoa manganese oxide (LRMO), faatasi ai ma le fua masani Li₁₊ₓMn₂₋ₓO₄ poʻo faʻapipiʻi Li₂MnO₃ faʻapipiʻi, e ofoina atu le malosi faʻaopoopo e sili atu i le 250 mAh/g. O nei mea na faʻaalia i tausaga talu ai aʻo galulue tagata suʻesuʻe e foia o latou luʻitau faʻatasi ma le vaivai o le voltage ma le le atoatoa.

Ole maualuga -voltage spinel ese'ese pei ole LiNi₀.₅Mn₁.₅O₄ (LNMO) e galue ile 4.7V, e maua ai le malosi maualuga ile 200 Wh/kg. Na faalauiloa e Toyota le fuafuaga i le 2024 e tatala ai se taavale eletise faataitai e faaaoga ai le LNMO cathodes e oo atu i le 2026, e taulai i le 400 kilomita. O le lu'itau i le LNMO o lo'o taoto i le mautu o le electrolyte i voltage maualuga, lea e fa'aleagaina ma maua ai le kesi i le taimi o le uila. O se electrolyte fluorinated na atiae e tagata suʻesuʻe i le 2023 na faʻaitiitia ai le gaosiga o le kesi i le 90%, faʻatalanoaina lenei tapulaʻa.

O fa'ata'ita'iga cathode tu'ufa'atasia fa'afefiloi LMO ma isi mea e fa'asilisili ai le fa'atinoga. O le maa M3P a le CATL o lo'o tu'ufa'atasia ai le manganese-maoa fa'atasi ma le kemisi -phosphate, maua ai le 15% maualalo le tau nai lo ma'a masani a le NMC a'o fa'atumauina fa'atauva'a. O nei faiga fa'afefiloi o lo'o fa'atusalia ai le aga'i atu i fa'alapotopotoga fa'apitoa o cathode e fa'atatau mo fa'aoga ma'oti nai lo fofo kemisi tasi-.

Layered manganese oxide structures, ae le masani ai nai lo spinels, e ofoina atu uiga faʻatinoga eseese. O se su'esu'ega i le 2024 i luga o le Li-birnessite, o le lithium manganese oxide ua fa'apipi'iina ma le fa'atonuina o le fa'aogaina o le fausaga, na fa'aalia ai le toe fa'afo'itia o le uila e latalata i le malosi fa'ata'ita'i e ala i le taofiofia o suiga e le mana'omia. O lenei fa'atonuga su'esu'e e fa'ailoa mai ai e mafai ona fa'ato'ilaloina tapula'a masani a le LMO.

O le gaosiga o le LMO fa'apisinisi e masani lava ona fa'aogaina -setete fa'apipi'i, lea e fa'afeagai ai le lithium carbonate (Li₂CO₃) po'o le lithium hydroxide (LiOH) i mea fa'amata'u manganese oxide i le vevela maualuga (700-900 tikeri). O le faagasologa o le calcination e fausia ai le fausaga spinel, faatasi ai ma le lapopoa ma le morphology e pulea e ala i le vevela, taimi, ma le filifiliga muamua.

O le agai i luma i le gaosiga e faʻamoemoe e faʻaitiitia tau ma faʻaleleia meafaitino. O se suʻesuʻega 2024 na fausia ai se auala faʻapipiʻi atoatoa e amata mai i le manganese ore nai lo le faʻamamaina o le manganese dioxide (EMD). O lenei faiga tuusa'o-mai-o'a, fa'aogaina le fa'asa'o fa'asa'o soso'o ai ma le fa'aleagaina o le vevela ma -tulaga malo, na maua ai le 96.1% le fa'aogaina o le manganese a'o gaosia le LMO fa'atasi ai ma le fa'aogaina o mea fa'aeletise fa'atusa ma mea masani.

Fofo-auala fa'apipi'i fa'avae pei ole hydrothermal po'o le sol-gel e maua ai le pulea lelei o le lapopoa ma le morphology. O nei auala e mafai ona maua mai ai ni vaega LMO nanoscale ma fa'ateleina le fa'afanua, e ono fa'aleleia atili ai le fa'atinoga. Ae ui i lea, o auala fofo e masani lava ona sili atu le tau ma fa'ataugofieina nai lo -tulaga fa'aopoopo mo le gaosiga faapisinisi.

O auala e fa'aogaina ai le fa'aogaina i le taimi po'o le mae'a fo'i o le tu'ufa'atasiga e mafai ona fa'aleleia ai le fa'atinoga o le LMO. Fa'agasologa fa'apipi'i e fa'aaoga ai le fa'aputuina o ausa vaila'au, fa'aputuga fa'atamaomea, po'o auala kemisi susu e fa'aoga ai ni papa puipui e fa'aitiitia ai le malepelepe o le manganese. O le mafiafia o le ufiufi, e masani lava 5-20 nanometers, e tatau ona faapaleni le puipuiga mai le tetee atu i felauaiga ion-o lapisi mafiafia e maua ai le puipuiga sili atu ae fa'agesegese le gaoioi lithium-ion.

O le maketi o le cathode LMO i le lalolagi atoa na oʻo atu i le $ 2.31 piliona i le 2024, faʻatasi ai ma faʻamatalaga e faʻaalia ai le tuputupu aʻe i le $ 4.29 piliona i le 2033 i le aofaʻi o le tuputupu aʻe faaletausaga o le 7.1%. O lenei fa'aopoopoga e atagia mai ai le fa'atuputeleina o le mana'oga o le maa lithium i le aotelega ma le tulaga lelei o le LMO i nisi o talosaga.

O le malosi faʻaitulagi o loʻo faʻaalia ai Asia Pasefika o loʻo pulea ma e tusa ma le 54% sea maketi ($1.25 piliona i le 2024). O Saina, Iapani, ma Korea i Saute e talimalo i le tele o gaosiga o maa ma faʻatautaia uma le gaosiga ma le manaʻoga. O fa'aosofiaga a le Malo mo ta'avale eletise ma le fa'aputuina o malosiaga fa'afouina i nei atunu'u e fa'amanuiaina tonu ai le LMO vaetamaina. Amerika i Matu ma Europa faʻatasi e tusa ma le 45% o le maketi, faʻatasi ai ma le tuputupu aʻe o loʻo faʻaosoina e le eletise eletise ma le teuina o le malosi.

Fa'atauvaga mai isi vaila'au cathode e fa'atusaina ai le tulaga ole maketi ole LMO. Lithium iron phosphate ua maua le tulaga taua, aemaise lava i Saina, ona o le maualuga o le taamilosaga o le olaga ma uiga saogalemu. O le va o le tau i le va o le LMO ma le LFP ua fa'aititia ina ua fa'atuputeleina le gaosiga o le LFP. Peita'i, o lo'o fa'atumauina e le LMO tulaga lelei i le malosi ma le voltage fa'apitoa, e fa'asao ai lona fa'ailoga i fa'aoga -maualuga.

O faiga fa'avae e a'afia ai le vaetamaina o le LMO. O le Tulafono a le Iuni a Europa i le 2027 o lo'o fa'atonuina ai mana'oga tumau ma fa'atonuga mo le su'eina o mea. O nei tulafono fa'atonutonu e ono fa'amanino ai le manganese-kemisi fa'avae nai lo cobalt-su'i malosi ona o le fa'aititia o le si'osi'omaga ma le amio. O nisi o talosaga e aofia ai totogi faaopoopo i mea tau cobalt, lea e mafai ona taugofie ai le LMO 20% nai lo le NMC i nisi maketi pe a faatino.

O le fa'atupega o su'esu'ega e atagia mai ai le fa'aauauina o le fiafia i ma'a -mananese. Na fa'asoasoaina e le Matagaluega o Malosiaga a le Iunaite Setete le $2 piliona mo su'esu'ega ma atina'e maa e fa'avae i le manganese-mai le 2024-2027, e fa'atatau i le fa'aleleia atili o le malosi ma le ta'amilosaga ola a'o fa'atumauina le lelei o tau. O lenei fa'ailoga fa'afaigaluega o lo'o fa'ailoa mai ai le amana'ia e le malo o le matafaioi a le manganese i le fa'avasegaina o filifili sapalai maa mai minerale taua e pei o le cobalt.

O le tu'ufa'atasiga ma'a -tulaga o lo'o fa'atusalia ai se fa'aolataga fa'apitoa mo tekonolosi LMO. Ole eletise malosi e faʻaumatia ai le eletise eletise e faʻafaigofie ai le faʻamavaeina o manganese, e mafai ona foia ai le faiga faʻaleagaina muamua a le LMO. QuantumScape's 2024 faʻamaumauga i luga o le LMO faʻapipiʻiina ma electrolytes sima na ausia 500 taamilosaga i le 1C fua, e ui o le faʻalavelave faʻafesoʻotaʻi e tumau faʻatolu taimi maualuga nai lo sela eletise eletise. O le fa'ata'ita'iga malo -a Toyota i le fa'aaogaina o le LiMn₂O₄ cathode ma le Li₃PS₄ electrolyte na fa'aalia ai le malosi o le malosi o le 300 Wh/kg, e latalata atu i le maualuga o le fa'atinoga o le NMC a'o fa'atumauina tulaga lelei o le saogalemu o le LMO.

Lithium Manganese Oxide

O le malamalama i le LMO e mana'omia le fa'amatalaga i totonu o le fa'afanua o le ma'a lithium lautele. O le Lithium cobalt oxide (LCO) e ofoina atu le maualuga o le malosi (140-180 Wh / kg) ae e mafatia i le le lelei o le vevela ma le tau maualuga. O lo'o pulea e le LCO masini fa'aeletonika feavea'i pe a sili atu ona taua le lapopo'a nai lo le tau po'o le umi o le ola, ae fa'atapula'aina e popolega i le saogalemu lona fa'aogaina i faiga fa'apipi'i tetele.

Lithium iron phosphate (LFP) e maua ai le ola ta'amilosaga tulaga ese (2,000-5,000 ta'amilosaga) ma le saogalemu maualuga, e fa'agaoioi i le voli maualalo (3.2V nominal). Ole malosi ole malosi ole LFP (90-120 Wh/kg) e pa'ū i lalo ole LMO, ae o lona umi e fa'atamaoaigaina mo talosaga pe a sili atu le tau toe sui fa'atasi i le tau fa'atau muamua. O le maketi o taavale eletise a Saina ua faʻateleina le fiafia i le LFP mo taʻavale masani, ae o le LMO-NMC faʻafefiloi e tumau pea i maketi e faʻamuamua le faʻatinoga.

O ma'a nikeli manganese cobalt (NMC) e ofoina atu le malosi sili ona maualuga i filifiliga faapisinisi o lo'o i ai nei (150-250 Wh/kg), e sili ai mo ta'avale eletise mamao. Ae ui i lea, e sili atu le tau o le NMC ona o le nickel ma le cobalt content, ma popolega i le mautu o le vevela e manaʻomia ai faiga faʻapitoa mo le puleaina o maa. O le tu'uina atu o le paoa a le LMO e sili atu i le NMC i fa'alavelave pupuu, ma maua ai se fa'ailoga mo talosaga fa'atosina e mana'omia ai le fa'avavevave vave.

Lithium titanate (LTO) maa e faʻaaogaina se anode faʻaleleia nai lo se isi cathode, ae faʻamaonia le faʻatusatusaga. LTO e ofoina atu le umi tele (10,000+ ta'amilosaga) ma le saogalemu ae i lalo ifo o le malosi (50-80 Wh/kg). O le tu'ufa'atasiga o anodes LTO ma LMO cathodes e fa'atupuina ai ma'a fa'apitoa mo fa'aoga fa'apitoa e pei o faiga pasi fa'anatinati, fa'aalia ai pe fa'afefea ona fa'atutuina mana'oga fa'apitoa.

O le saoasaoa o le LMO fou na faʻavaveina i tausaga talu ai aʻo faʻatalanoaina e le au suʻesuʻe tapulaʻa umi. O se suʻesuʻega i le 2024 i le Journal of the American Chemical Society na faʻamatalaina ai le lithium manganese oxide faʻatasi ma le faʻatonuina o le faʻalavelave faʻaleagaina lea na maua ai le toe faʻaleleia o le uila e latalata i le gafatia. Na fa'aogaina e le au su'esu'e le fa'afesuia'i o ion ma fa'atonutonu le fa'amama vai e fai ai se fausaga Li-birnessite e mafai ona fa'asa'o e taofia ai le femalaga'iga ma le fa'amavaeina o le manganese.

O lo'o fa'aauau pea le fa'aleleia o ta'iala o le fa'aleleia o luga. Na faʻaalia e le au suʻesuʻe i le 2024 o le faʻapipiʻiina o le graphene o vaega o le LMO na faʻaleleia atili le gafatia i le 15% aʻo faʻalauteleina le ola o le taamilosaga. O le graphene layer fetu'una'i e fa'aogaina le suiga o le voluma i le taimi o le uila a'o tu'uina atu le eletise ma puipuia mai le malepelepe manganese. O lenei faiga o lo'o fa'atusalia ai se aga'i atu i le fa'ainisinia nanoscale o mea fa'apipi'i.

Fa'atonuga fa'asolosolo fa'aa'e mai ose fa'atonuga lelei. Nai lo le tu'ufa'atasia o le fa'avasegaga i vaega ta'itasi, o nei mea e eseese le fa'aputuga mai le fatu i luga. O le suiga faasolosolo e fa'ate'aina ai le fa'aogaina o feso'ota'iga e mafua ai le ta'e i fausaga fa'apipi'i faigofie. E tele vaega o su'esu'ega na lipotia mai le fa'aleleia atili o le mautu i voluma maualuga i le fa'aogaina o lenei faiga, e ui o lo'o fa'atapula'aina le fa'atinoga o pisinisi.

O talosaga a'oa'oga masini ua amata ona fa'amalieina le fa'asologa o le LMO ma le fa'atinoga. Na fa'aogaina e le au su'esu'e fa'ata'ita'iga fa'akomepiuta e va'ai ai tu'ufa'atasiga o le dopant e fa'aleleia ai le mautu, fa'aitiitia le fa'ata'ita'iga-ma-fa'ata'ita'iga fa'aletonu e masani ona mana'omia mo le atina'eina o meafaitino. O se su'esu'ega i le 2024 na fa'ataunu'uina ai le va'aiga lelei o le alumini -nickel co-doping ratio mo le maualuga-vevela fa'atinoga, lea na fa'amaonia e su'esu'ega mulimuli ane.

Ole talaaga ole siosiomaga ole LMO o lo'o fa'aalia uma ai tulaga lelei ma lu'itau. O le su'eina o le manganese e mana'omia ai le itiiti o le malosi-fa'agaioiga malosi nai lo cobalt po'o le nickel, ma o le tele o le elemene e fa'aitiitia ai le mamafa i tino o'a. Ae ui i lea, o le la'uina o le manganese o lo'o fa'atupuina pea le a'afiaga o le si'osi'omaga e ala i le fa'aleagaina o le eleele, fa'aaogaina o le vai, ma le fa'aleagaina pe a le pulea lelei.

O su'esu'ega o le ola fa'atusatusaga o vaila'au eseese o le maa lithium e fa'aalia ai le lelei o le LMO i tulagavae kaponi ona o le fa'aitiitia o mana'oga fa'agaioiga ma le fa'aumatiaina o le cobalt. O se su'esu'ega atoa i le 2023 na fa'atatauina ma'a LMO e maua ai pe tusa ma le 15-20% fa'aitiitia kasa kasa i le taimi o gaosiga fa'atusatusa ile NMC tutusa ile kWh.

O lo'o iai le toe fa'aaogaina o atina'e mo le LMO i totonu o le tele o faiga fa'aaogā maa lithium. Hydrometallurgical faagasologa e mafai ona toe maua manganese, lithium, ma isi vaega e maualuga le lelei. Ae ui i lea, o le maualalo o le tau o le manganese toe maua pe a faʻatusatusa i le cobalt poʻo le nickel e faʻaitiitia ai faʻamalosiaga tau tamaoaiga mo le toe faʻaaogaina. Faiga fa'avae mo le toe fa'aaogaina o ma'a, e pei o mea o lo'o fa'atinoina i Europa, e ono fa'aleleia ai fua faatatau toe fa'aaogaina o le LMO tusa lava po'o le a le tamaoaiga mama.

O talosaga lona lua-o le olaga e ofoina atu ai se isi auala tumau. O ma'a LMO ua fa'aleagaina i tua atu o le fa'aogaina o ta'avale e masani ona fa'atumauina lava le gafatia mo le teuina o le malosi, lea e itiiti ifo ai le mamafa ma le mamafa o le malosi nai lo ta'avale. E tele polokalame pailate e toe fa'aogaina maa ta'avale eletise ua litaea o lo'o i ai cathodes LMO mo le teuina o le malosi o le la, fa'alauteleina le ola aoga ma fa'aleleia atili le a'afiaga o le si'osi'omaga.

O le a le mea e sili atu ai le saogalemu o maa LMO nai lo isi ituaiga lithium-iona?

Ole fausaga tioata ole LMO e maua ai le mautu o le vevela e tetee atu i le sola ese. E tumau pea le mautu cathodes o le manganese oxide i le maualuga o le vevela nai lo isi mea e fa'atatau i cobalt-, ma o le leai o se pa'u pa'u malosi e fa'aitiitia ai le lamatiaga o le pala. O fa'ata'ita'iga e fa'aalia ai o ma'a LMO e 58% le maualalo o le fa'alavelave fa'afuase'i e fa'atatau i tulaga saogalemu o le UL.

Aisea e pupuu ai le ola o maa LMO nai lo maa LFP?

O le malepe o le manganese i le eletise e mafua ai ona mou atu le malosi i maa LMO. Mn²⁺ ion e alu ese mai le fausaga o le cathode, aemaise lava i le maualuga o le vevela, ma alu atu i le anode lea e faalavelave ai i le galuega eletise. O maa LFP e aloese mai lenei faiga ona o le iron phosphate e fausia ai se fausaga mautu e le solo i lalo o tulaga tutusa.

E mafai ona fa'aogaina maa LMO i le vevela tele?

O maa LMO e sili atu le lelei o le vevela nai lo le tele o isi mea, fa'aoga saogalemu e o'o atu i le 60 tikeri (140 tikeri F). O le fa'atinoga o le vevela malūlū e fa'amaonia ai e sili atu ona lu'itau-pei o maa lithium-ion uma, o le LMO e fa'aitiitia le malosi ma fa'ateleina le tete'e i totonu i lalo ole 0 tikeri. Ole fa'aletonu ole voltage mai le malulu e a'afia ai le LMO e tutusa ma isi kemisi.

E fa'afefea le LMO i le LFP mo ta'avale eletise?

O lo'o ofoina mai e le LMO le eletise maualuga (4.0V vs 3.2V) ma sili atu le tu'uina atu o le mana mo le fa'avavevave, ae la'ititi le ta'amilosaga o le ola ma la'ititi la'ititi le malosi. E sili atu le LFP i le umi ma le tau mo ta'avale masani-, a'o LMO-NMC fa'afefiloi e aoga lelei mo-ta'avale fa'atino e mana'omia ai le vave tu'uina atu o le paoa. O fa'asologa o maketi o lo'o fa'aalia ai kemisi e lua o lo'o ola fa'atasi mo vaega eseese o ta'avale nai lo le suia e le tasi le isi.

Lithium Manganese Oxide

O su'esu'ega mo lenei tala na maua mai le tele o fa'amatalaga fa'atulafonoina e aofia ai -fa'asalalau a tupulaga i le Journal of the American Chemical Society, Battery & Supercaps, ma Energy Storage Materials. O fa'amatalaga tau maketi na sau mai kamupani su'esu'e fa'apisinisi e aofia ai le DataIntelo ma Fortune Business Insights. Fa'amatalaga fa'apitoa fa'asino mea mai fale gaosi maa e aofia ai le NEI Corporation, Sigma-Aldrich, ma le CATL. O faʻamaumauga o suʻega saogalemu na sau mai UL tulaga ma faʻasalalau suʻesuʻega saogalemu mai le National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA).