Warum kann eine ternäre Lithiumbatterie Lithiumcobaltat nicht vollständig ersetzen?

Lithiumcobaltat ist der Urheber von Kathodenmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien. Seit 1980 hat es nie aufgehört, seine Leistung zu erforschen. Bisher macht Lithiumkobaltoxid noch etwa 90% des Marktes für Lithium-Ionen-Batterien in elektronischen Produkten aus. Lithiumcobaltat kann heute verwendet werden, nicht weil es keine Mängel aufweist. Nach fünfjähriger Entwicklungszeit hat Lithiumkobaltoxid seine Grenzen erreicht. Diese werden später in der Analyse ausführlich erläutert. Ich denke, der größte Kobaltvorteil von Lithiumsäure ist, dass sie wirklich das richtige Feld für sich findet. Es ist auch so zu sagen, geeignet ist das Beste.

Tatsächlich gibt es viele unbefriedigende Stellen für Lithiumkobaltoxid. Zum Beispiel sind seine Sicherheit und Überladungsbeständigkeit nicht gut. Die Abhängigkeit von knappen Kobaltressourcen, die Zyklusleistung ist relativ schlecht usw. Diese Defekte sind auch für Kobalt bestimmt. Es ist unwahrscheinlich, dass Lithiumsäure einen Platz in Bezug auf die Leistung hat, was auch den Wettbewerb mit anderen Materialien auf Manganbasis und Materialien des Phosphorsäuresystems auf dem harten Strommarkt vermeidet. Es ist dem 3C-Markt und vor allem seinen vielen Mängeln gewidmet. Im 3C-Bereich wurde es gut abgedeckt. Die kleine 3C-Lithiumbatterie mit hoher Kapazität stellt keine hohen Anforderungen an Sicherheit und Überladungsbeständigkeit, und der Zyklus von mehr als 500 Wochen kann die Nachfrage grundsätzlich befriedigen, obwohl der Preis für Kobalt sehr hoch ist. Aufgrund des einfachen Syntheseverfahrens und der lukrativen Gewinnrendite von 3C-Produkten ist das Wichtigste jedoch, dass Lithiumkobaltoxid in den aktuellen Kathodenmaterialien trotz der Energie von Lithiumnickelat und NCA und hohem Nickel fast die höchste Energiedichte aufweist . Die Dichte hat andere Vorteile als Lithiumcobaltat, aber eine Reihe von Gründen wie die Unreife des Verfahrens und der Hauptstatus von Lithiumcobaltoxid konnten nicht erschüttert werden.

In jüngster Zeit sind jedoch aufgrund der beispiellosen Nachfrage nach Energiedichte von 3C-Produkten in den neuen Materialien mit hoher Dichte die Defekte der Energiedichte beispiellos aufgedeckt:

Erstens hat Lithiumcobaltat in Bezug auf die Grammkapazität einen theoretischen Wert von 275 mAh / g, aber aufgrund der oberen Phase der Bande führt Li1-xCoO2 zu einer großen Anzahl von Löchern in den O2- und 2P-Banden, wenn eine tiefe Entladung auftritt . Wenn die Menge x> 0,5 ist, wird der Sauerstoff im Kristallgitter desorbiert und die Kristallstruktur ist instabil, so dass die tatsächliche reversible spezifische Kapazität des Lithiumcobaltats im Allgemeinen etwa 140 beträgt und es unter der herkömmlichen Spannung keine weitere Verbesserung gibt.

In Bezug auf die Verdichtungsdichte ist Lithiumkobaltoxid das beste positive Elektrodenmaterial für die Elektrodenverarbeitung, und seine Morphologiekontrolle ist perfekt geworden. Gegenwärtig hat seine Verdichtungsdichte seine eigene Grenze erreicht und es ist fast unmöglich, sich wieder zu verbessern.

Aus der Hochspannungsrichtung ist ein weiterer schwerwiegender Defekt von Lithiumcobaltat die Empfindlichkeit gegenüber Hochspannung. Natürlich kann gewöhnliches Lithiumcobaltat in Kombination mit Hochdruckelektrolyt bei 4,35 V die zyklischen Anforderungen immer noch kaum erfüllen, und durch Dotierung mit einem Mg-Element oder dergleichen hat es das Potenzial bei einer höheren Spannung. Gewöhnliches Lithiumcobaltat ist jedoch bereits die Grenze bei 4,35 V, und das durch Dotierung dotierte Lithiumcobaltat kann einer höheren Spannung standhalten. Die Dotierung von Elementen erhöht jedoch die Verarbeitungskosten von Lithiumcobaltat. Am wichtigsten ist, dass ternäre Materialien den Vorteil der Energiedichte gegenüber Lithiumcobaltat bei hohen Spannungen hervorgehoben haben und aufgrund ihres Potenzials für höhere Spannungen die Bedrohung für Lithiumcobaltoxid zunimmt.

Die praktische Anwendung ternärer Materialien begann mit dem Aufkommen der Hydroxid-Copräzipitationsmethode im Jahr 2001. Die nach dieser Methode hergestellten Materialien weisen eine vollständige Schichtstruktur, eine hervorragende elektrochemische Leistung, fast keine Defekte im Labor auf, und selbst viele Menschen glauben, dass ternäre Materialien dies tun werden bald Lithiumkobaltoxid aufgrund ihrer Kostenvorteile und relativen Umweltfreundlichkeit ersetzen. Zehn Jahre später haben ternäre Materialien Lithiumkobaltoxid jedoch nicht ersetzt, und die Menschen haben ternär den enormen Vorteil von Materialien gesehen, sehen jedoch mehr Unebenheiten vom Labor bis zur Industrialisierung.

Ein guter Industrialisierungsprozess muss nicht nur einfach und machbar sein, sondern auch alle Aspekte der Materialeigenschaften, der Hydroxid-Copräzipitationsmethode und der hergestellten ternären Materialien berücksichtigen, die aufgrund der sekundären Agglomeration kleiner Partikel nur schwer allein zu verwenden sind. Körper ist es leicht, beim Walzen zu brechen, selbst wenn das Agglomerat dicht und glatt ist, ist es schwierig, die Form des Materials unter hohem Druck sicherzustellen. Koreanische Experten haben die ternären Materialien bei einem Treffen unter unterschiedlichem Druck simuliert. Im Falle eines Partikelbruchs wurde festgestellt, dass selbst wenn der Druck nicht sehr hoch ist, mehr als 15% der kleinen Kugeln gebrochen werden. Natürlich kann mit der kontinuierlichen Verbesserung des Syntheseverfahrens das aktuelle Ternär bereits eine Verdichtungsdichte von 3,3-3,5 aufweisen. In diesem Intervall kann eine bessere elektrochemische Leistung erzielt werden. Hier muss erklärt werden, dass das derzeitige ternäre Material nicht verdichtungsfähig ist, aber unter hohem Druck die Sekundärteilchen gebrochen werden, was zwangsläufig zu aktiven Materialien führt und der Kontakt des leitfähigen Bindemittels nicht dicht ist, was eine Polarisation verursacht und verschlechtert die Leistung der Elektrode. Gegenwärtig besteht die Hauptlösung darin, sich mit Lithiumcobaltat zu mischen, und die Primärteilchen von Lithiumcobaltat sind drei. Das Metamaterial bietet Unterstützung, um eine gute Elektrodenverarbeitungsleistung sicherzustellen. Darüber hinaus mischen und sintern einige Hersteller Lithiumcobaltat und ternäres Material, um ein Material mit einer höheren Grammkapazität als Lithiumcobaltat und einer kompakten Dichte von 3,95 herzustellen, was die Elektrodenverarbeitung verbessert. Leistung und relativ verbesserte Materialstabilität, aber die Kosten für dieses Material sind relativ hoch und die Energiedichte kann das derzeitige Niveau von Lithiumkobaltoxid nicht überschreiten. Dies stellt auch den Prozess ternärer Materialien vor neue Herausforderungen.

Tatsächlich beträgt die wahre Dichte von Lithiumcobaltat etwa 5,1 und das ternäre Material (111 ist ein Beispiel) etwa 4,8, aber die endgültige Verdichtung nach dem gegenwärtigen Verfahren ist sehr unterschiedlich (Lithiumcobaltat 4,2, ternäres 3,6). Aufgrund von 4,35 V hat sich der Elektrolyt in China in der Industrialisierung verzögert, was trotz Kostenvorteilen zur Verwendung ternärer Materialien in Low-End-Elektronikprodukten und bestimmten Leistungsfeldern geführt hat.

Daher ist in diesem Stadium aus materieller Sicht die Verbesserung der ternären Verdichtungsdichte eines der realistischsten Probleme, um sicherzustellen, dass die ternäre Materialschichtstruktur stabil ist, so dass sie die theoretische Grammkapazität zum Spielen hat. Wenn durch Erhöhen der Verdichtungsdichte um 10% die Energiedichte des ternären Materials den Gehalt an hochwertigem Lithiumcobaltat erreichen kann. Aufgrund seines Kostenvorteils, der höheren Sicherheit und des guten Hochspannungspotentials wird das ternäre Material Lithiumkobaltoxid ersetzen. Es ist nur eine Voraussicht eines Labors.

In dieser Hinsicht machen wir nach der Idee von Lithiumcobaltat das ternäre Material zu einem kugelförmigen Primärteilchen aus Lithiumkobaltoxid (es scheint leicht zu sagen, aber die Wachstumsumgebung des ternären Primärteilchens muss streng kontrolliert werden, um dies sicherzustellen Die Kontrolle des Aussehens und die Konsistenz des Produkts werden aus dem Vorläufer selbst hergestellt. In Bezug auf die Morphologie ist es dem Lithiumkobaltoxid sehr nahe. In Anbetracht der Tatsache, dass die Leistung der ternären Materialgeschwindigkeit nicht so gut ist wie die von Lithiumkobaltat, Wir haben auch die entsprechende Partikelgrößenverteilung entworfen. Versuchen Sie, Geschwindigkeit, Stabilität und Energiedichte in Einklang zu bringen. Mit dem vorherigen LNCM-35 kann bereits eine Verdichtung von 3,7 bis 3,9 erreicht werden. Die Verdichtung neuer Materialien nach dem Verbesserungsprozess wird voraussichtlich weiter verbessert. Darüber hinaus wird unsere neue Charge von 532 Produkten LNCM-50 für den aktuellen Markt auf dem 532-Mainstream-Markt in Kürze verfügbar sein. Wir garantieren zwar eine Verdichtung von 3,6 oder mehr, sind jedoch unsere c aktuelles Thema zur Verbesserung seiner Stabilität.

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