Materiali per batterie
LiNiCoMnO2 Ni Co Mn 8 1 1 NCM 811 Materiale Catodico Batteria agli ioni di litio Ternario ad alto contenuto di nichel NMC
Numero articolo : CL04
Il prezzo varia in base a specifiche e personalizzazioni
- Capacità di scarica specifica (0,1C, 3,0-4,3V)
- ≥205 - 210 mAh/g
- Composizione chimica
- LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (NCM 811)
- Densità della polvere compattata
- ≥3,2 g/cm³
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Panoramica del Prodotto
Questo materiale catodico ternario premium ad alto contenuto di nichel presenta una composizione stechiometrica ottimizzata di nichel-cobalto-manganese 8:1:1 ($LiNi_{0.8}Co_{0.1}Mn_{0.1}O_2$), progettata specificamente per la ricerca sulle batterie agli ioni di litio di prossima generazione e la produzione di celle ad alta densità energetica. Disponibile in morfologie strutturali avanzate a cristallo singolo e policristalline ingegnerizzate, questa polvere offre una capacità di scarica specifica superiore, un'eccezionale efficienza coulombica al primo ciclo e una maggiore robustezza strutturale su ampi voltaggi operativi.
Progettato per ambienti elettrochimici esigenti, il materiale affronta le sfide tradizionali delle chimiche ad alto contenuto di nichel attraverso uno stretto controllo della morfologia delle particelle, delle impurità in tracce e dei composti di litio residui in superficie ($LiOH$ e $Li_2CO_3$). Ciò rende il prodotto un materiale attivo ideale per ricercatori e ingegneri industriali che sviluppano celle a sacchetto, cilindriche e prismatiche ad alte prestazioni per la propulsione di veicoli elettrici, sistemi aerospaziali, stoccaggio di energia su scala di rete ed elettronica di consumo di fascia alta.
Sintetizzata secondo rigorosi protocolli di garanzia della qualità, questa polvere ternaria garantisce un'affidabile ripetibilità tra i lotti e resilienza termica durante i cicli ripetuti di carica-scarica. Che sia configurata per cicli a temperatura ambiente o operazioni a temperatura elevata fino a 45°C, la polvere catodica mantiene un'elevata ritenzione della capacità e una solida integrità strutturale sotto protocolli di C-rate aggressivi.
Caratteristiche Principali
- Formulazione stechiometrica ad alto contenuto di nichel: Formulato con un rapporto di nichel all'80% per massimizzare l'efficienza di estrazione degli ioni di litio, offrendo una capacità di scarica specifica superiore a 205–210 mAh/g a 0,1C entro una finestra di tensione standard di 3,0–4,3V.
- Distribuzione controllata delle dimensioni delle particelle: Il dimensionamento delle particelle su misura con una distribuzione D50 controllata garantisce una densità di impaccamento ottimale, facilitando una reologia uniforme dello slurry, un rivestimento doctor-blade privo di difetti e un'eccezionale risposta alla calandratura dell'elettrodo.
- Contenuto di litio residuo ultra-basso: I rigorosi limiti di trattamento termico riducono l'idrossido di litio superficiale residuo ($LiOH \le 0,30–0,40\text{ wt}%$) e il carbonato di litio ($Li_2CO_3 \le 0,30\text{ wt}%$), sopprimendo significativamente la gelificazione dello slurry e riducendo l'evoluzione di gas della cella durante il ciclaggio ad alta tensione.
- Alta densità di battitura e compattazione: Raggiunge una densità di battitura di $\ge 2,1\text{ g/cm}^3$ e una densità di polvere compattata di $\ge 3,2\text{ g/cm}^3$, consentendo un'elevata densità energetica volumetrica in fattori di forma compatti.
- Stabilità termica e alle alte temperature superiore: Dimostra un'eccezionale stabilità elettrochimica a temperature operative elevate (45°C), fornendo una capacità di scarica iniziale di 222,2 mAh/g e oltre il 93% di ritenzione della capacità dopo 50 cicli.
- Rigoroso controllo dei contaminanti magnetici: Processato con separazione elettromagnetica avanzata per mantenere le impurità ferromagnetiche ($Fe + Cr$) rigorosamente al di sotto di 100 ppb, riducendo al minimo i rischi di micro-cortocircuiti e i tassi di autoscarica nelle celle assemblate.
- Basso assorbimento di umidità: Mantenuto a $\le 600\text{ ppm}$ di contenuto di umidità attraverso un imballaggio a barriera ermetica, prevenendo la riduzione dei metalli di transizione attivi e la formazione di acido fluoridrico ($HF$) negli elettroliti non acquosi.
- Opzioni strutturali versatili: Offerto sia in morfologia a cristallo singolo per la massima durata meccanica contro le micro-crepe, sia in morfologia di agglomerato policristallino per una rapida cinetica di diffusione del litio.
Applicazioni
| Applicazione | Descrizione | Vantaggio Chiave |
|---|---|---|
| Batterie di trazione per veicoli elettrici (EV) | Materiale attivo catodico per celle NMC 811 automotive a sacchetto e prismatiche ad alta capacità. | Massimizza la densità energetica gravimetrica per estendere l'autonomia mantenendo una solida durata del ciclo. |
| Ricerca sulle batterie allo stato solido | Integrazione in architetture di batterie al litio allo stato solido a base di solfuri e ossidi. | L'elevata stabilità strutturale e la bassa reattività superficiale riducono la resistenza interfacciale con gli elettroliti solidi. |
| Sistemi di alimentazione aerospaziali e per droni | Pacco batterie leggero ad alta scarica che richiede rapporti energia-peso massimi. | L'elevata capacità specifica (>210 mAh/g) riduce il peso totale del pacco senza sacrificare la potenza in uscita. |
| Elettronica di consumo (dispositivi 3C) | Celle a sacchetto a profilo sottile per laptop, smartphone e dispositivi indossabili di fascia alta. | L'elevata densità compattata ($\ge 3,2\text{ g/cm}^3$) massimizza la capacità volumetrica in fattori di forma ultra-compatti. |
| Stoccaggio di energia su rete e industriale | Sistemi di stoccaggio energetico su scala di rete soggetti a rigorosi protocolli di ciclaggio giornaliero. | L'elevata ritenzione della capacità (>91% a temperatura ambiente dopo 50 cicli) garantisce una lunga vita operativa. |
| R&D accademica e industriale sulle batterie | Materiale di riferimento standard per elettrodi positivi per test su celle a moneta/sacchetto (mezza cella e cella intera). | L'elevata consistenza tra i lotti consente un benchmarking elettrochimico riproducibile e la valutazione dei leganti. |
| Apparecchiature a scarica ad alta velocità | Utensili elettrici, manipolatori robotici e apparecchiature mediche che richiedono capacità di C-rate rapida. | Prestazioni stabili in regimi di scarica continua da 0,1C a 2C con polarizzazione minima. |
Specifiche Tecniche
Identificazione Generale del Prodotto e Imballaggio
| Parametro | Valore / Standard |
|---|---|
| Numero Articolo Prodotto | CL04 |
| Formula Chimica | $LiNi_{0.8}Co_{0.1}Mn_{0.1}O_2$ (NCM 811 / NMC 811) |
| Varianti Strutturali Disponibili | Cristallo Singolo Ni83 (CL04-M2S) / Policristallino Standard (CL04-M2C) |
| Imballaggio Standard | 500 g / sacchetto in foglio di alluminio sottovuoto sigillato |
Proprietà Fisiche e Chimiche
| Parametro di Ispezione | Unità | Variante CL04-M2S (Cristallo Singolo Ni83) | Variante CL04-M2C (Policristallino) | Metodo di Test / Strumento |
|---|---|---|---|---|
| Distribuzione Dimensione Particelle D10 | $\mu m$ | — | $5,0 \pm 1,0$ | Diffrazione Laser (Mastersizer 2000) |
| Distribuzione Dimensione Particelle D50 | $\mu m$ | $4,0 \pm 1,0$ (Tipico: 3,6) | $10,0 \pm 2,0$ | Diffrazione Laser (Mastersizer 2000) |
| Distribuzione Dimensione Particelle D90 | $\mu m$ | — | $20,0 \pm 4,0$ | Diffrazione Laser (Mastersizer 2000) |
| Dimensione Massima Particelle (Dmax) | $\mu m$ | — | $\le 40,0$ | Diffrazione Laser (Mastersizer 2000) |
| Area Superficiale Specifica (SSA) | $m^2/g$ | $0,6 \pm 0,2$ (Tipico: 0,65) | $0,6 \pm 0,3$ | Adsorbimento di Azoto BET (TriStar 3000) |
| Densità di Battitura | $g/cm^3$ | — | $\ge 2,1$ | Misuratore di densità di battitura |
| Densità Polvere Compattata | $g/cm^3$ | — | $\ge 3,2$ | Pressa Idraulica per Polveri |
| Contenuto di Umidità | $ppm$ | — | $\le 600$ | Coulometro Karl Fischer @ 250°C (Metrohm 831/860) |
| Valore pH | — | $\le 11,70$ (Tipico: 11,50) | $\le 11,80$ | pH-metro (Mettler Toledo FE30) |
| Alcali Residui: $LiOH$ / $OH^-$ | $wt%$ | $\le 0,30$ (Tipico: 0,21) | $\le 0,40$ | Titolazione Potenziometrica (Mettler Toledo G20) |
| Alcali Residui: $Li_2CO_3$ / $CO_3^{2-}$ | $wt%$ | $\le 0,30$ (Tipico: 0,09) | $\le 0,30$ | Titolazione Potenziometrica (Mettler Toledo G20) |
| Impurità Magnetiche ($Fe + Cr$) | $ppb$ | — | $\le 100$ | ICP-OES (Optima 2100DV) |
| Capacità Specifica 0,1C (3,0–4,3V) | $mAh/g$ | $210 \pm 5$ (Tipico: 210,2) | $\ge 205$ | Mezza cella a moneta CR2016 vs. $Li/Li^+$ |
| Efficienza Coulombica Iniziale | $%$ | $89 \pm 1$ (Tipico: 89,6) | $\ge 88$ | Mezza cella a moneta CR2016 (0,1C / 0,1C) |
Prestazioni Elettrochimiche Mezza Cella (Variante CL04-M2S, 3,0–4,3V vs. $Li/Li^+$)
Dati di Ciclaggio a Temperatura Ambiente (25°C)
| Fase Ciclo / Protocollo Rate | Capacità di Carica ($mAh/g$) | Capacità di Scarica ($mAh/g$) | Efficienza Coulombica ($%) | Ritenzione Capacità ($%) |
|---|---|---|---|---|
| 1° Ciclo (0,1C / 0,1C) | 234,5 | 210,2 | 89,6 | 100,0 (Base) |
| 2° Ciclo (0,5C / 0,5C) | — | 196,7 | — | — |
| 3° Ciclo (0,5C / 1,0C) | — | 190,5 | — | — |
| 4° Ciclo (0,5C / 2,0C) | — | 183,5 | — | — |
| 5° Ciclo (0,5C / 1,0C) | — | 190,2 | — | — |
| 55° Ciclo (0,5C / 1,0C) | — | 174,5 | — | 91,7 (al 50° Ciclo) |
Dati di Ciclaggio a Temperatura Elevata (45°C)
| Fase Ciclo / Protocollo Rate | Capacità di Carica ($mAh/g$) | Capacità di Scarica ($mAh/g$) | Efficienza Coulombica ($%) | Ritenzione Capacità ($%) |
|---|---|---|---|---|
| 1° Ciclo (0,1C / 0,1C) | 242,2 | 222,2 | 91,7 | 100,0 (Base) |
| 2° Ciclo (0,5C / 0,5C) | — | 213,8 | — | — |
| 3° Ciclo (0,5C / 1,0C) | — | 208,1 | — | — |
| 4° Ciclo (0,5C / 2,0C) | — | 201,6 | — | — |
| 5° Ciclo (0,5C / 1,0C) | — | 206,3 | — | — |
| 55° Ciclo (0,5C / 1,0C) | — | 191,9 | — | 93,0 (al 50° Ciclo) |
Perché Scegliere Questo Prodotto
- Integrità Morfologica Ingegnerizzata: La variante a cristallo singolo elimina le micro-crepe ai bordi dei grani interni durante l'espansione e la contrazione anisotropa del reticolo, prevenendo la penetrazione dell'elettrolita e il degrado di fase durante cicli prolungati.
- Controllo Superiore della Chimica Superficiale: La rigorosa mitigazione della base residua previene la deidrofluorurazione del legante PVDF e la conseguente gelificazione dello slurry, consentendo una maggiore durata del pot-life dello slurry, una lavorazione fluida dell'elettrodo roll-to-roll e un rigonfiamento minimo della cella.
- Equilibrio Volumetrico e Gravimetrico Elevato: Con densità compattate che raggiungono $\ge 3,2\text{ g/cm}^3$ e capacità di scarica specifiche superiori a 210 mAh/g, questo materiale catodico offre densità energetiche leader del settore per le chimiche avanzate agli ioni di litio.
- Qualità e Tracciabilità Rigorose: Ogni lotto di produzione è sottoposto a convalida completa tramite ICP-OES, titolazione Karl Fischer e PSD laser, garantendo un'eccezionale uniformità dalla prototipazione su scala di laboratorio alla produzione su scala pilota.
- Compatibilità con l'intero flusso di lavoro: Si integra perfettamente con miscelatori di laboratorio, spalmatrici a lama automatizzate, presse per calandratura riscaldate e attrezzature per l'assemblaggio di celle a moneta/sacchetto, garantendo un'incorporazione impeccabile nei flussi di lavoro standard di fabbricazione delle celle.
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