Materiali per batterie
Materiale catodico per batterie al litio Litio Ferro Fosfato Polvere LiFePO4 LFP
Numero articolo : CL06
Il prezzo varia in base a specifiche e personalizzazioni
- Prima capacità di scarica (0,1C)
- ≥ 150,0 mAh/g
- Distribuzione granulometrica (D50)
- 0,6 – 4,0 µm
- Contenuto di umidità
- ≤ 1000 ppm
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Panoramica del prodotto
Questa polvere di litio ferro fosfato (LiFePO4/LFP) ad alta purezza funge da materiale attivo catodico avanzato, progettato specificamente per lo sviluppo e la produzione di batterie agli ioni di litio ad alta sicurezza e lunga durata ciclica. Combinando una stabilità superiore della struttura olivina con un rivestimento superficiale in carbonio conduttivo ottimizzato, il materiale offre prestazioni elettrochimiche bilanciate, un'erogazione di potenza robusta e un'eccezionale sicurezza ambientale in regimi operativi impegnativi.
Progettata per laboratori elettrochimici, impianti di fabbricazione pilota e produzione commerciale di celle, questa polvere catodica è ampiamente utilizzata in celle per veicoli elettrici (EV), sistemi di accumulo energetico stazionario (ESS) e utensili elettrici ad alta potenza. Rispetto ai tradizionali ossidi di metalli di transizione stratificati (come LiCoO2 e NMC ricchi di nichel) o strutture spinello (come LiMn2O4), questo materiale elimina la dipendenza dal cobalto, mitiga il rilascio di metalli di transizione tossici e fornisce un'eccezionale stabilità termica in condizioni operative gravose.
La polvere è sottoposta a rigorosi controlli di qualità multistadio per garantire una distribuzione granulometrica ristretta, contaminanti metallici in tracce minimi e un contenuto di umidità residua eccezionalmente basso. Spedito sottovuoto e pronto per l'integrazione diretta nello slurry senza pre-essiccazione, questo materiale catodico garantisce una reologia di rivestimento riproducibile, un'adesione superiore dell'elettrodo e rese elettrochimiche affidabili nei formati a bottone, a sacchetto e cilindrici.
Caratteristiche principali
- Efficienza al primo ciclo e capacità di scarica superiori: Offre elevate capacità di scarica iniziale (≥150,0 mAh/g a 0,1C) con un'efficienza coulombica al primo ciclo superiore al 95%, garantendo un'ottimale ritenzione energetica durante la formazione della cella completa.
- Rivestimento in carbonio nanostrutturato per una maggiore conduttività: Presenta uno strato di carbonio superficiale ingegnerizzato (contenuto di C dall'1,0% all'1,5%) che supera i limiti intrinseci di conduttività dell'olivina, facilitando la rapida diffusione degli ioni di litio e riducendo la resistività elettronica di massa (≤100 Ω·cm).
- Ingegneria di precisione della dimensione delle particelle: Formulato con distribuzioni granulometriche strettamente controllate (D50 che varia da 0,6 µm a 4,0 µm a seconda delle varianti specializzate) per massimizzare la densità di impaccamento dello slurry, prevenire l'agglomerazione e ottenere un rivestimento uniforme con doctor-blade.
- Contenuto di umidità ultra-basso per la lavorazione diretta dello slurry: Rigorosamente controllato a <1000 ppm tramite coulombometria Karl Fischer a 200°C, eliminando la necessità di una seconda cottura sottovuoto e mitigando l'idrolisi dell'elettrolita e la generazione di acido fluoridrico.
- Elevata densità apparente e omogeneità di impaccamento: La morfologia ottimizzata fornisce densità apparenti fino a 1,0 ± 0,2 g/cm³, consentendo a ricercatori e produttori di celle di fabbricare elettrodi ad alta densità di calandratura senza fratture particellari.
- Rigoroso controllo delle impurità metalliche: Utilizzando la validazione ICP-OES ad alta precisione, le impurità di metalli di transizione e alcalini (Ca, Na, Mg, Cr, Mn, Ni, Cu, Zn) sono limitate a soglie di livello ppm per prevenire micro-cortocircuiti interni e autoscarica localizzata.
- Resilienza termica e chimica intrinseca: Mostra un'eccezionale resistenza al runaway termico fino a temperature superiori a 600°C, offrendo una tolleranza operativa superiore rispetto ai catodi a ossido stratificato standard.
- Uniformità microstrutturale costante: Particelle primarie sub-microniche uniformi e aggregati secondari sferici o quasi sferici mantengono l'integrità strutturale a lungo termine attraverso estesi cicli di litiazione e delitiazione.
Applicazioni
| Applicazione | Descrizione | Vantaggio chiave |
|---|---|---|
| Sistemi di accumulo energetico stazionario (ESS) | Celle di accumulo energetico su scala di rete e residenziale che richiedono cicli di vita operativi prolungati e cicli di scarica profonda. | Eccezionale durata ciclica superiore a migliaia di cicli con minimo decadimento della capacità e sicurezza strutturale intrinseca. |
| Veicoli commerciali elettrici ed E-Mobility | Autobus elettrici pesanti, flotte di consegna e veicoli elettrici leggeri che operano a temperature ambientali variabili. | Stabilità termica superiore a 600°C che mitiga i rischi di runaway riducendo al contempo i costi delle materie prime rispetto alle chimiche a base di cobalto. |
| R&D su celle a bottone e scienza dei materiali accademica | Screening elettrochimico ad alto rendimento, valutazione di mezze celle e test di nuovi elettroliti/separatori nei laboratori di ricerca. | Elevata ripetibilità tra lotti e prevedibile efficienza coulombica al primo ciclo per rigorosi benchmark di base. |
| Produzione di linee pilota per celle a sacchetto | Preparazione di elettrodi su scala pilota, rivestimento automatico dello slurry, calandratura a rullo continua e verifica dell'assemblaggio delle celle. | La polvere pre-condizionata a bassa umidità consente la miscelazione diretta dello slurry senza gelificazione o difetti di rivestimento. |
| Dispositivi a impulsi di potenza ad alta velocità | Utensili elettrici, unità di continuità (UPS) e batterie di avviamento marine che richiedono un'elevata erogazione di corrente. | La nanostruttura rivestita in carbonio facilita una bassa resistenza interna e dinamiche di intercalazione del litio veloci. |
| Sviluppo di batterie ibride e allo stato solido | Studi sull'interfaccia elettrolitica allo stato solido e semi-solido di nuova generazione che richiedono superfici catodiche stabili e non reattive. | La struttura stabile dell'olivina previene la dissoluzione dei metalli di transizione e minimizza il degrado dell'impedenza di interfaccia. |
Specifiche tecniche
Specifiche delle varianti di serie
| Parametro | Unità | Variante CL06-01 | Variante CL06-02 | Variante CL06-03 | Metodo di test / Strumentazione |
|---|---|---|---|---|---|
| Aspetto | — | Polvere grigio-nera, colore uniforme, nessuna agglomerazione dura | Polvere grigio-nera, nessuna agglomerazione | Polvere grigio-nera, nessuna agglomerazione | Ispezione visiva |
| Capacità di prima scarica (0,1C) | mAh/g | ≥ 150,0 | — | — | Mezza cella a bottone (vs. Li/Li+) |
| Capacità di prima carica (0,1C) | mAh/g | ≥ 154,0 | ≥ 150,0 | ≥ 154,0 (Testato: 156,3) | Mezza cella a bottone (vs. Li/Li+) |
| Efficienza al primo ciclo (0,1C) | % | ≥ 95,0 | ≥ 90,0 | ≥ 95,0 (Testato: 97,62) | Rapporto mezza cella a bottone |
| Densità apparente | g/cm³ | ≥ 0,30 | — | — | Analizzatore di densità apparente BT-303 |
| Densità di compattazione (Tap Density) | g/cm³ | ≥ 0,80 | 1,0 ± 0,2 | 0,8 ± 0,2 (Testato: 0,710) | Analizzatore di densità di compattazione |
| Superficie specifica (SSA) | m²/g | 10,0 ± 1,5 | 13,0 ± 2,0 | 12,0 ± 2,0 (Testato: 11,395) | Adsorbimento dinamico BET / TriStar II 3020 |
| Resistività elettrica | Ω·cm | — | — | ≤ 100 (Testato: 6,934) | Misuratore di resistività delle polveri Mitsubishi |
| Contenuto di umidità | ppm | ≤ 1000 | < 1500 | < 1000 (Testato: 667,1) | Coulombometria Karl Fischer (riscaldamento 200°C) |
| Valore pH dello slurry | — | 8,0 ~ 10,0 | — | 9,5 ± 1,0 (Testato: 9,20) | pH-metro (10 g LFP in 90 g acqua priva di CO₂) |
| Microstruttura | — | Morfologia uniforme | Morfologia uniforme | Morfologia uniforme | Microscopia elettronica a scansione (SEM) |
Distribuzione granulometrica (diffrazione laser)
| Metrica particellare | Unità | Variante CL06-01 | Variante CL06-02 | Variante CL06-03 | Condizioni di test |
|---|---|---|---|---|---|
| D10 | µm | ≥ 0,35 | < 1,5 | ≥ 0,25 (Testato: 0,419) | Dispersione acquosa, Malvern Mastersizer 2000 |
| D50 | µm | 0,6 ~ 1,8 | 4,0 ± 2,0 | 1,3 ± 0,5 (Testato: 1,070) | Dispersione acquosa, Malvern Mastersizer 2000 |
| D90 | µm | ≤ 4,50 | < 10,0 | < 10,0 (Testato: 2,750) | Dispersione acquosa, Malvern Mastersizer 2000 |
| D97 | µm | ≤ 7,50 | — | — | Dispersione acquosa, Malvern Mastersizer 2000 |
Composizione chimica e contenuto di carbonio
| Elemento | Unità | Specifica (CL06-01) | Specifica (CL06-03) | Metodo di test analitico |
|---|---|---|---|---|
| Litio (Li) | wt% | 4,3 ± 0,3 | — | Plasma accoppiato induttivamente (ICP-OES) |
| Ferro (Fe) | wt% | 34,5 ± 1,0 | — | Plasma accoppiato induttivamente (ICP-OES) |
| Fosforo (P) | wt% | 19,5 ± 1,0 | — | Plasma accoppiato induttivamente (ICP-OES) |
| Carbonio (C) | wt% | 1,0 ~ 1,5 | 1,45 ± 0,2 (Testato: 1,42) | Analizzatore infrarosso ad alta frequenza carbonio-zolfo |
Limiti delle impurità metalliche in tracce (ICP-OES)
| Metallo di impurità | Soglia massima (wt%) | Metodo di rilevamento tipico |
|---|---|---|
| Calcio (Ca) | ≤ 0,030% (300 ppm) | Agilent 710 ICP-OES |
| Sodio (Na) | ≤ 0,030% (300 ppm) | Agilent 710 ICP-OES |
| Magnesio (Mg) | ≤ 0,030% (300 ppm) | Agilent 710 ICP-OES |
| Cromo (Cr) | ≤ 0,015% (150 ppm) | Agilent 710 ICP-OES |
| Manganese (Mn) | ≤ 0,010% (100 ppm) | Agilent 710 ICP-OES |
| Nichel (Ni) | ≤ 0,010% (100 ppm) | Agilent 710 ICP-OES |
| Rame (Cu) | ≤ 0,005% (50 ppm) | Agilent 710 ICP-OES |
| Zinco (Zn) | ≤ 0,005% (50 ppm) | Agilent 710 ICP-OES |
Linee guida per imballaggio, manipolazione e stoccaggio
| Parametro | Dettagli standard |
|---|---|
| Configurazioni di imballaggio standard | 100 g/sacchetto, 500 g/sacchetto, 1000 g/sacchetto (sacchetti in alluminio multistrato sigillati sottovuoto) |
| Manipolazione pre-elaborazione | La produzione a umidità rigorosamente controllata consente l'incorporazione diretta nello slurry senza pre-cottura da parte del cliente in condizioni standard |
| Durata di conservazione | 24 mesi (2 anni) in condizioni di stoccaggio non aperto, asciutto e a temperatura ambiente |
| Allineamento alle specifiche personalizzate | Distribuzioni granulometriche specializzate, percentuali di rivestimento in carbonio personalizzate o densità di compattazione target possono essere negoziate e sintetizzate su misura previa revisione tecnica |
Perché scegliere questo prodotto
- Efficienza di lavorazione diretta nello slurry: Caratterizzata da un profilo chimico ultra-secco (<1000 ppm di umidità residua), questa polvere elimina la costosa e dispendiosa essiccazione sottovuoto secondaria, prevenendo problemi di reticolazione del legante e accelerando i cicli di produzione.
- Metallurgia del rivestimento in carbonio controllata: Progettata con gusci di nano-carbonio uniformi per fornire una resistività della polvere costante (fino a <10 Ω·cm) e una cinetica di carica/scarica ad alta velocità affidabile su ampie densità di corrente.
- Purezza completa degli elementi in tracce: Analizzata utilizzando ICP-OES avanzato e analisi a combustione a infrarossi per ridurre al minimo i contaminanti magnetici e metallici dannosi, salvaguardando l'affidabilità del ciclo a lungo termine e la stabilità dell'impedenza della cella.
- Compatibilità versatile del flusso di lavoro: Si integra perfettamente in mulini a sfere planetari su scala di laboratorio, miscelatori di slurry ad alto taglio, spalmatrici automatiche slot-die e presse a rulli riscaldate per l'assemblaggio standardizzato delle celle.
- Stabilità a lungo termine e personalizzazione: Durata di conservazione garantita di 2 anni in imballaggi sottovuoto resistenti, supportata da assistenza tecnica per la classificazione personalizzata delle particelle, la regolazione della densità di compattazione e contratti di fornitura su scala pilota.
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