Li(NiCoMn)O2 소재 지식 및 안전성 향상

리튬(NiCoMn) O2란 무엇인가요?

삼원 니켈-코발트-망간 소재는 일반적으로 리튬(NiCoMn) O2를 의미합니다. 이 소재는 삼원 시너지 효과가 있으며, 전기 화학적 성능이 단일 소재보다 우수하여 LiCoO2의 사이클 안정성, LiNiO2의 높은 비용량, LiMn2O4의 열 안정성, 안전성 및 저렴한 가격이 결합되어 있습니다.

니켈-코발트-망간 삼원계 소재의 니켈 함량을 높이면 소재의 가역적 리튬 임베딩 능력을 향상시킬 수 있습니다. 그러나 양이온 혼합 현상이 발생하기 쉽습니다. 니켈 함량이 증가함에 따라 재료에서 니켈과 리튬의 혼합이 더 심할수록 비가역적 용량 손실이 발생합니다.

주로 신에너지 자동차, 전기 오토바이, 전기 자전거, 전동 공구, 에너지 저장 장치, 청소 로봇, 무인 항공기, 지능형 웨어러블 기기 및 기타 분야에서 사용됩니다.

리튬(NiCoMn) O2의 장점과 단점

리튬(NiCoMn) O2의 장점

(1) 높은 에너지 밀도, 이론적 용량은 280mAh / g에 이르며 제품의 실제 용량은 150mAh / g를 초과합니다;

(2) 실온 및 고온에서 우수한 순환 성능으로 순환 안정성이 우수합니다;

(3) 전압 플랫폼은 2.5-4.3/4.4V 전압 범위 내에서 높고 안정적이며 신뢰할 수 있습니다;

(4) 열 안정성이 우수하고 4.4V 충전 상태에서 재료의 열 분해가 안정적입니다;

(5) 긴 사이클 수명, 80% 이상의 용량을 유지하기 위한 800배의 1C 사이클 수명;

(6) 이상적인 결정 구조, 작은 자체 방전, 메모리 효과 없음 및 기타 뛰어난 장점.

Li (NiCoMn) O2의 특성에서 삼원 리튬 배터리는 높은 에너지 밀도, 고전압 및 긴 수명을 가지며 특히 다음과 같은 경우에 적합합니다. 전기 모터사이클 배터리 팩.

리튬(NiCoMn) O2의 단점

(1) 준비 조건이 매우 가혹하고 상업적 생산이 어렵습니다.

(2) 열 안정성이 떨어지고 사이클 성능이 저하됩니다.

Li(NiCoMn) O2의 가격 요소

원자재

리튬 염 시장은 광석과 원료가 부족하고 생산량이 아직 증가하지 않았고 현물을 찾기 어렵고 현재 시장 수요가 약하고 다운 스트림 내성을 고려할 때 가격이 하락했으며 황산 니켈 시장의 가격은 여전히 강하고 약하며 코발트 염 터미널 수요는 여전히 우울하고 운영자 정신은 약세이며 제련소가 동반 한 제안 가격이 하락했습니다.

수요

최종 수요의 영향을 받아 양극재 생산 심리가 강하고 다운스트림 배터리 공장 조달 계획이 둔화되었습니다. 국가 보조금이 취소됨에 따라 향후 시장의 불확실성은 여전히 높습니다.

프로덕션

일부 기업의 생산량은 11 월에 감소했으며 전체 공급량은 전월 대비 약 51 TP3T 감소했으며 다운 스트림 조달 수요는 계속 둔화되고 있으며 12 월의 성과는 더 분명해질 수 있습니다.

Li(NiCoMn) O2의 변형 방법

금속 산화물 (Al2O3, TiO2, ZnO, ZrO2 등) 변형 Li (NiCoMn) O2 표면으로 재료 및 전해질 기계를 만들고 재료 및 전해질 측 반응을 줄이고 금속 이온의 용해를 억제합니다.

ZrO2, TiO2 및 Al2O3 산화물 코팅은 다음과 같은 경우 임피던스를 방지할 수 있습니다. 리튬 이온 배터리 충전 및 방전ZrO2 코팅으로 인해 재료 표면이 최소로 증가하는 것을 포함하여 재료 사이클 성능 저항을 개선하고, Al2O3 코팅은 초기 방전 용량을 감소시키지 않습니다.

리튬(NiCoMn) O2의 안전성을 개선하는 방법은 무엇인가요?

에너지 밀도 측면에서 리튬(NiCoMn) O2는 LFP 및 LMO에 비해 절대적인 장점이 있지만, 안전 성능이 항상 대규모 적용을 제한하는 문제점이 있습니다.

대용량의 순수 삼원계 리튬 배터리 안전 테스트를 통과하기 위해 대용량 배터리는 일반적으로 리튬 망간 산화물과 함께 사용됩니다. 수집된 데이터에 따르면 삼원 안전 문제를 해결하기 위해 주로 다음과 같은 솔루션이 있습니다:

1. 안전 성능의 최적 비율을 가진 리튬(NiCoMn) O2를 선택합니다.

우리 모두 알다시피, Li (NiCoMn) O2의 니켈 함량이 높을수록 재료의 안정성이 떨어지고 안전성이 떨어집니다. 현재 가장 안전한 삼원 니켈 코발트 망간의 비율은 1 : 1 : 1, 즉 일반적으로 111 삼원이라고하며, 주로 111 삼원이 가장 안정성이 높기 때문입니다:

1) 니켈의 비율은 상대적으로 낮기 때문에(422/523 등에 비해) 에너지 밀도를 고려하면서 재료 준비 과정에서 완전한 층 구조를 형성하는 것이 더 쉽습니다.

2) 망간의 비율은 상대적으로 높으며 (422 / 523 등에 비해) 망간은 Li (NiCoMn) O2의 구조적 안정성에 중요한 요소입니다.

3) 니켈과 망간의 비율은 1:1이며 니켈과 망간 모두 안정성이 가장 높은 양2가 원자가와 양4가 원자가입니다. (여기서 111 삼원자는 고전압 Li (NiCoMn) O2에 가장 적합하며 고전압 전해질 병목 현상이 돌파되면 에너지 밀도가 높은 니켈 삼원자보다 열등하지 않으며 사이클 및 전극 처리 성능이 몇 등급 더 높습니다.)

결론적으로 대용량 순수 삼원계 배터리의 111 삼원계가 가장 안전합니다.

2. 리튬(NiCoMn) O2 자체의 개선 사항

리튬(NiCoMn) O2 자체는 도핑을 통해 개발된 신소재입니다. 삼원소에 다른 원소가 도핑되면 전기 화학적 특성에 영향을 미칠 뿐만 아니라 준비 과정에 더 많은 요구 사항을 제시합니다. 비용의 증가는 또한 전력에서 삼원자의 적용을 제한 할 것입니다.

코팅 공정은 제품의 일관성에 영향을 미치므로 재료의 안전 성능을 향상시키는 가장 좋은 방법은 제품을 산업화에 적합하게 만드는 것을 전제로합니다.

리튬 코발트 산화물과 유사한 기본 입자인 리튬(NiCoMn) O2. 압축 밀도 및 전극 처리 성능에서 큰 이점이 있을 뿐만 아니라 다음과 같은 이유로 안전성이 향상되었습니다:

1) 미크론 수준의 기본 입자는 보다 완전한 층 구조를 가지고 있습니다. 층 구조가 완전할수록 재료의 안정성이 향상되어 사이클 성능과 안전 성능이 향상됩니다.

2) 입자 크기가 큰 기본 입자는 운동 안정성이 더 좋습니다.

3) 입자 크기를 더 크게 만드는 또 다른 장점은 비표면적을 줄이고 재료 접촉으로 인한 부반응을 줄인다는 것입니다. 리튬 이온 배터리 전해질 그리고 재료 구조의 파괴를 방지하여 순환과 재료 안정성에 매우 도움이 됩니다.