Will Tesla-Präsident Elon Musk Mangan nutzen?

"Ich finde Mangan hat Potenzial.“ Kürzlich sagte Tesla-CEO Elon Musk, dass Tesla die Verwendung von mehr Manganmaterialien in Batterien prüft.

Als globaler Pionier der Elektrofahrzeuge, Musks Worte und Taten werden große Aufmerksamkeit auf dem Markt erregen und könnten auch eine neue Richtung für die Entwicklung von Autobatterien einschlagen. Im Jahr 2020 sagte Tesla, es werde Lithiumeisenphosphat In Elektrofahrzeuge, und in den folgenden Jahren begann Tesla, Lithium-Eisenphosphat-Batterien in großem Umfang in den Modellen Model 3 und Model Y zu verwenden.

Tesla hat nun das Potenzial von Manganmaterialien in Kathodenmaterialien erkannt. Werden sich also die Batteriematerialien durch die Verwendung von Manganmaterialien erneut ändern? Mangan?

Musk gab jedoch keine genaueren Informationen und Anweisungen zur Anwendung von Mangan im Batteriebereich. Ist es jedoch grundsätzlich möglich, das von Musk genannte „Potenzial von Mangan“ auszuspähen, wenn man sich die bisherige Anwendung von Mangan in Batterien im In- und Ausland ansieht?

Potenzial 1: Lithium-Eisen-Mangan-Phosphat – Es wurde als Upgrade-Richtung für LiFePO4

Gegenüber Lithiumeisenphosphat, eines der gängigen Batteriematerialien, Lithium-Mangan-Eisenphosphat (LMFP) hat eine höhere Spannung, die 4,1 V erreichen kann (die theoretische Entladeplattform von Lithiumeisenphosphat beträgt 3,4 V), hat eine gute Leistung bei niedrigen Temperaturen und eine höhere Energiedichte als Lithiumeisenphosphat. Etwa 15% höher. Darüber hinaus unterscheidet sich der LMFP-Prozess nicht wesentlich von den bestehenden Lithiumeisenphosphat Produktionssystem, hauptsächlich weil das Problem der geringen elektrischen Leitfähigkeit durch Modifizierungstechnologien wie Beschichtung, Dotierung und Nanometerisierung gelöst werden muss.

Lithium-Eisen-Mangan-Phosphat wird von vielen Experten in der Branche als eine der Upgrade-Richtungen von Lithium-Eisenphosphat-Batterien angesehen, die die Vorteile von kombiniert Lithiumeisenphosphat und Lithium-Mangan-Phosphat.

Zusätzlich, Lithium-Eisen-Mangan-Phosphat kann auch in Kombination mit ternären Materialien verwendet werden, wodurch die Eigenschaften hoher Sicherheit, hoher Energiedichte und Niedertemperaturleistung beider effektiv kombiniert werden können.

Es ist erwähnenswert, dass inländische Unternehmen in den letzten Jahren möglicherweise damit beginnen, die Massenproduktion von LMFP zu beschleunigen. In der Vergangenheit war LMFP durch seine geringe elektrische Leitfähigkeit und Ratenfähigkeit eingeschränkt und konnte nicht populär gemacht und angewendet werden. Mit dem Fortschritt von Modifikationstechnologien wie Kohlenstoffbeschichtung, Nanoisierung und Lithium-Supplementierungstechnologie begann sich der Industrialisierungsprozess von LMFP jedoch zu beschleunigen. Seit letztem Jahr haben die inländischen Kathodenmaterialhersteller Defang Nano und Dangsheng Technology alle ihre neuesten Layouts in Lithium-Eisen-Mangan-Phosphat. Defang Nano hat kürzlich ein 100.000 Tonnen umfassendes Projekt für neues Kathodenmaterial auf Phosphatbasis angekündigt. Die Branche spekuliert, dass es sich wahrscheinlich um LMFP handeln wird.

Auf der Batterieseite wird berichtet, dass führende Unternehmen in der Batterie Unternehmen der Industrie, darunter CATL, BYD und Guoxuan Hi-Tech, verfügen über entsprechende Technologiepatente.

Branchenanalysten zufolge wird erwartet, dass LMFP bis 2023 in Massenproduktion hergestellt und schrittweise in Elektrofahrzeugen eingesetzt werden kann.

Potenzial 2: Kobaltfreie Batterie – Lithium-Nickel-Manganat-Batterie

An Teslas „Battery Day“ im Jahr 2020 sagte Musk angeblich auch, dass es relativ einfach sei, zwei Drittel Nickel und ein Drittel Mangan als Kathodenmaterial zu verwenden, wodurch wir mit der gleichen Menge Nickel über 50% mehr Batteriekapazität erzeugen könnten.

Angesichts der Knappheit und des hohen Preises der Kobaltressourcen war der Einsatz von wenig, weniger oder gar keinem Kobalt schon immer eine wichtige Forschungs- und Entwicklungsrichtung für die ternäre Batterieindustrie. Tesla gab Anfang 2020 außerdem bekannt, dass es kobaltfreie Batterien (ohneLithium-Eisenphosphat-Batterien), doch hat das Unternehmen in den letzten zwei bis drei Jahren keine relevanten Neuigkeiten an die Außenwelt weitergegeben.

Im Mai desselben Jahres erwähnte Zeng Yuqun, Vorsitzender der Ningde Times, bei einer Leistungsbesprechung: „Das Unternehmen verfügt über eine eigene Reserve für ‚kobaltfreie‘ Batterietechnologie. Derzeit schreiten die Forschung und Entwicklung von Sexprodukten reibungslos voran.“

Darüber hinaus erklärte CATL, dass das Unternehmen im Hinblick auf die Zusammenarbeit mit Tesla entsprechende Produkte in Lithiumeisenphosphat und Ternär hat. Das Angebot ist nicht beschränkt auf Lithiumeisenphosphat oder ternär, und die konkreten gelieferten Produkte hängen von der Marktnachfrage ab.

Im Januar 2021 gab Panasonic, ein Batterielieferant von Tesla, bekannt, dass das Unternehmen im Hinblick auf neue Batterietechnologie an der Entwicklung kobaltfreier Batterien arbeitet und plant, in den nächsten zwei bis drei Jahren kobaltfreie Batterien auf den Markt zu bringen.

Es ist erwähnenswert, dass die heimische Honeycomb Energy kobaltfreie Massenprodukte produziert hat. Batterien letztes Jahr und im August desselben Jahres in Fahrzeugen eingebaut. Es wird davon ausgegangen, dass die kobaltfreie Batterie von Honeycomb Energy kein metallisches Kobalt mehr verwendet und nur zwei Hauptelemente, Nickel und Mangan, enthält, also eine Lithium-Nickel-Manganoxid-Batterie. Laut Honeycomb Energy werden drei Schlüsseltechnologien wie Kationendotierungstechnologie, Einkristalltechnologie und Nanonetzwerktechnologie verwendet, um kobaltfreie Materialien der mittleren Nickelserie 7 und 8 herzustellen, d. h., es werden Systeme mit mittlerem und hohem Nickelgehalt verwendet, um „kobaltfreie Materialien“ herzustellen.

Laut Honeycomb Energy beträgt die Energiedichte seiner kobaltfreien Batterie ist 40% höher als die von Lithiumeisenphosphatund seine Sicherheit, Kosten und Lebensdauer sind deutlich besser als ternäre Batterien.

Teslas „Mangan hat großes Potenzial“, ob es sich um eine kobaltfreie Batterie handelt, darauf darf man gespannt sein.

Potenzial 3: Lithium-reiche Mangan-basierte Batterien?

Die lithiumreiche Manganbasis hat eine gute hohe spezifische Kapazität und war schon immer ein idealer Lithiumbatterie Material, aber dieses Material befindet sich seit vielen Jahren in einem „Idealzustand“.

Aufgrund der niedrigen Lade-/Entladeeffizienz, der schlechten Ratenleistung und der schlechten Zyklenstabilität seiner lithiumreichen Manganbasis kommt es während des Lade- und Entladevorgangs zu einem kontinuierlichen Spannungsabfall, und der 4,8-V-Hochspannungselektrolyt stellt ebenfalls eine große Herausforderung dar. Dies schmälert den Vorteil der hohen spezifischen Kapazität in gewissem Maße.

Viele Forscher im In- und Ausland investieren seit vielen Jahren massiv in diesen Bereich, aber der Schwierigkeitsgrad ist zu hoch und viele Batterieunternehmen scheinen standardmäßig aufgegeben zu haben.

Der niedrige Preis von Mangan und seine hohe spezifische Kapazität stellten jedoch schon immer eine Versuchung für die Branche dar. Ob Tesla „Überraschungen“ bringen kann, bleibt abzuwarten.

Musk wies auch darauf hin, dass Tesla sich für lange Zeit auf nickelbasierte Batterien für Langstreckenfahrzeuge konzentrieren werde und Lithium-Eisenphosphat-Batterien für Kurzstreckenfahrzeuge.

Was „Mangan hat großes Potenzial“ angeht, nannte Musk keinen Zeitpunkt.

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