Описание мишени LiNiCoMnO2
LiNiCoMnO2 (NCM) - слоистый оксидный катодный материал, характеризующийся кристаллографической структурой в пространственной группе *R-3m*, образующей гексагональную решетку, которая обеспечивает эффективную диффузию ионов лития при электрохимическом циклировании. В его состав входят оксиды лития, никеля, кобальта и марганца, причем относительное соотношение переходных металлов (Ni, Co, Mn) напрямую влияет на его электрохимическое и структурное поведение. Более высокое содержание никеля, как это наблюдается в таких вариантах, как NCM811 (LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2), обеспечивает приоритет плотности энергии за счет увеличения удельной емкости (~172 мАч/г при 0,5C), но создает такие проблемы, как потеря кислорода при повышенных температурах и нестабильность решетки во время повторяющихся циклов заряда/разряда. Слоистый каркас α-NaFeO2 обеспечивает доступные пути для миграции ионов лития, однако механизмы структурной деградации, такие как фазовые переходы (например,O3→O1) и образование микротрещин из-за анизотропного изменения объема (деформация ~5 %), остаются критическими ограничениями.
Для решения этих проблем передовые модификации направлены на стабилизацию атомной архитектуры материала. Поверхностные покрытия, такие как фитат натрия (PN), образуют защитный барьер, который смягчает разложение электролита и подавляет выделение кислорода при высоких напряжениях (до 4,6 В), значительно задерживая температуру наступления теплового выброса (от 125,9°C до 184,8°C). Одновременно стратегии высокоэнтропийного легирования - включение в кристаллическую решетку таких элементов, как титан, магний и ниобий, - повышают механическую прочность за счет снижения осевой деформации (<0,5%) и предотвращения распространения трещин. Такое поведение при "нулевой деформации" сохраняет структурную целостность при длительном циклическом использовании, обеспечивая сохранение емкости более 95 % после 500 циклов. Кроме того, методы наноструктурирования оптимизируют кинетику переноса ионов, обнажая электрохимически активные грани (например, плоскости {010} в нанолистах), снижая межфазное сопротивление и улучшая скоростные характеристики.
Несмотря на компромисс между содержанием никеля и стабильностью, инновации в атомной инженерии, такие как легирование двумя анионами (например, фтором и серой) для укрепления кислородных каркасов, демонстрируют потенциал для разделения плотности энергии и деградации, позволяя вариантам NCM с высокой емкостью сохранять надежные тепловые и механические свойства. Эти достижения подчеркивают его роль в качестве химически настраиваемой платформы для балансировки эффективности хранения энергии и долгосрочной эксплуатационной долговечности.
Целевые применения LiNiCoMnO2
1. Электромобили (EV): Литий-ионные батареи на основе NCM широко используются в электромобилях благодаря высокой удельной емкости (~250 мАч/г) и плотности энергии (>400 Вт-ч/кг), что напрямую увеличивает дальность хода и выходную мощность. Высоконикелевые варианты (например, NCM811) обеспечивают баланс между плотностью энергии и термической стабильностью благодаря модификации поверхности, например, покрытию из фитата натрия (PN), которое подавляет выделение кислорода и задерживает температуру начала термического разгона на 45% (с 125,9°C до 184,8°C). Передовые стратегии легирования, такие как совместное высокоэнтропийное легирование (например, Ti, Mg, Nb, Mo), еще больше стабилизируют решетку, обеспечивая поведение при "нулевой деформации" (осевая деформация <0,5%) и сохранение 95% емкости после 500 циклов, что делает их идеальными для долговечных батарей EV.
2. Системы хранения энергии (ESS): Материалы NCM имеют решающее значение для хранения энергии в масштабах сети и возобновляемых источников энергии благодаря высокому напряжению (>4,5 В) и совместимости с недорогими марганцевосодержащими композициями. Например, бескобальтовые литиевые катоды на основе марганца (Li1.2Ni0.2Mn0.6O2) обеспечивают емкость более 250 мАч/г и плотность энергии 400 Вт-ч/кг, решая проблему несоответствия между спросом и предложением энергии в солнечных/ветряных системах. Поверхностные покрытия, такие как LiYO2, улучшают структурную целостность и снижают межфазное сопротивление, обеспечивая стабильную циклическую работу в крупномасштабных ЭСС.
3. Высокомощные устройства: Наноструктурированные материалы НКМ, такие как нанолисты в форме грецкого ореха с открытыми активными гранями {010}, улучшают кинетику диффузии литий-ионов. Эти материалы демонстрируют отличные скоростные характеристики (131,23 мАч/г при 10C) и подходят для таких мощных приложений, как электроинструменты и гибридные электромобили.
4. Потребительская электроника: Высоковольтные варианты NCM (работающие при напряжении до 4,9 В) позволяют создавать компактные батареи с высокой плотностью энергии для смартфонов, ноутбуков и носимых устройств. Модифицированный NCM811 с покрытием из оксида церия (CeO2) уменьшает выделение кислорода в электролит, снижая потерю емкости и продлевая срок службы устройства.
5. Суперконденсаторы: Хотя в основном они используются в аккумуляторах, гетероструктуры, вдохновленные NCM, такие как электроды NiCo-MOF@MnO2/AC, исследуются для асимметричных суперконденсаторов. Эти системы достигают высокой удельной емкости (15,2 Ф/см2) и плотности энергии (1,191 мВт-ч/см2), преодолевая разрыв между традиционными конденсаторами и батареями для быстрой доставки энергии в гибридных системах.
Упаковка LiNiCoMnO2 Target
Наша продукция упаковывается в индивидуальные картонные коробки различных размеров в зависимости от размеров материала. Небольшие изделия надежно упаковываются в полипропиленовые коробки, а более крупные - в деревянные ящики. Мы обеспечиваем строгое соблюдение требований к упаковке и использование соответствующих прокладочных материалов для обеспечения оптимальной защиты при транспортировке.
Упаковка: Картонная коробка, деревянный ящик или по индивидуальному заказу.
Пожалуйста, ознакомьтесь с деталями упаковки, предоставленными для справки.
Процесс производства
1.Метод тестирования
(1)Анализ химического состава - проверяется с помощью таких методов, как GDMS или XRF, для обеспечения соответствия требованиям к чистоте.
(2)Испытания механических свойств - включают в себя испытания на прочность на разрыв, предел текучести и удлинение для оценки характеристик материала.
(3)Контроль размеров - измерение толщины, ширины и длины для обеспечения соблюдения установленных допусков.
(4)Проверка качества поверхности - проверка на наличие дефектов, таких как царапины, трещины или включения, с помощью визуального и ультразвукового контроля.
(5)Испытание на твердость - определение твердости материала для подтверждения однородности и механической надежности.
Подробная информация приведенав процедурах испытанийSAM .
Часто задаваемые вопросы о мишенях LiNiCoMnO2
Q1. Каковы ключевые преимущества NCM?
NCM обладает высокой плотностью энергии (>400 Вт-ч/кг) и настраиваемыми электрохимическими свойствами. Его слоистая структура поддерживает быстрый транспорт литий-ионов, а усовершенствованные модификации, такие как покрытие из фитата натрия или высокоэнтропийное легирование, повышают термическую стабильность (например, задерживают тепловой выброс от 125,9°C до 184,8°C) и механическую прочность (95 % сохранения емкости после 500 циклов).
Q2. Где в основном используется NCM?
NCM доминирует в батареях электромобилей (EV) благодаря своей высокой емкости (~250 мАч/г) и дальности хода. Он также используется в системах хранения энергии (ESS) для возобновляемых сетей, мощных устройств (например, электроинструментов) и бытовой электроники (например, смартфонов).
Q3. Чем NCM отличается от других катодных материалов?
В отличие от фосфата лития-железа (LFP), NCM обеспечивает более высокую плотность энергии, но требует стабилизации для обеспечения термической безопасности. По сравнению с оксидом кобальта лития (LCO) он снижает потребление кобальта и затраты на него при сохранении производительности.
Сопутствующая информация
1.Общие методы приготовления
Приготовление алюминиевой фольги с двухсторонним покрытием LiFePO4 начинается со смешивания порошка фосфата железа лития, проводящих добавок, таких как сажа, и полимерного связующего, например поливинилиденфторида (PVDF), растворенного в растворителе, таком как N-метил-2-пирролидон (NMP), для получения однородной суспензии. Затем эта суспензия равномерно наносится на обе стороны высокочистой алюминиевой фольги с помощью точных технологий, таких как нанесение покрытия с помощью щелевого штампа или рулона. После нанесения покрытия фольга подвергается сушке для удаления растворителя и затвердевания слоев активного материала. Высушенная фольга подвергается каландрированию для повышения плотности, механической прочности и электрохимических характеристик. Наконец, фольга с покрытием разрезается или перфорируется на части нужного размера для использования в сборке, исследованиях или производстве элементов литий-ионных батарей. На протяжении всего процесса строгий контроль качества обеспечивает равномерность покрытия, адгезию и однородность материала.
