Materiales de batería
Material de cátodo LiNiCoMnO2 Ni Co Mn 8 1 1 NCM 811 para baterías de iones de litio, ternario de alto níquel NMC
Número de artículo : CL04
El precio varía según Especificaciones y personalizaciones
- Capacidad de descarga específica (0.1C, 3.0-4.3V)
- ≥205 - 210 mAh/g
- Composición química
- LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (NCM 811)
- Densidad de polvo compactado
- ≥3.2 g/cm³
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Descripción general del producto
Este material de cátodo ternario de alto contenido en níquel de primera calidad presenta una composición estequiométrica optimizada de níquel-cobalto-manganeso de 8:1:1 ($LiNi_{0.8}Co_{0.1}Mn_{0.1}O_2$), diseñado específicamente para la investigación de baterías de iones de litio de próxima generación y la fabricación de celdas de alta densidad energética. Disponible en morfologías estructurales avanzadas monocristalinas y policristalinas, este polvo ofrece una capacidad de descarga específica superior, una eficiencia culómbica excepcional en el primer ciclo y una mayor robustez estructural en amplios rangos de voltaje operativo.
Diseñado para entornos electroquímicos exigentes, el material aborda los desafíos tradicionales de las químicas de alto contenido en níquel mediante un control estricto de la morfología de las partículas, las impurezas traza y los compuestos de litio residuales en la superficie ($LiOH$ y $Li_2CO_3$). Esto convierte al producto en un material activo ideal para investigadores e ingenieros industriales que desarrollan celdas de alto rendimiento de tipo bolsa, cilíndricas y prismáticas para la propulsión de vehículos eléctricos, sistemas aeroespaciales, almacenamiento de energía a escala de red y electrónica de consumo de alta gama.
Sintetizado bajo rigurosos protocolos de garantía de calidad, este polvo ternario garantiza una repetibilidad fiable entre lotes y una resistencia térmica durante ciclos repetidos de carga y descarga. Ya sea configurado para ciclismo a temperatura ambiente o para operaciones a temperaturas elevadas de hasta 45 °C, el polvo del cátodo mantiene una alta retención de capacidad y una integridad estructural robusta bajo protocolos de tasa C agresivos.
Características clave
- Formulación estequiométrica de alto níquel: Formulado con una proporción de níquel del 80% para maximizar la eficiencia de extracción de iones de litio, ofreciendo una capacidad de descarga específica superior a 205–210 mAh/g a 0.1C dentro de una ventana de voltaje estándar de 3.0–4.3V.
- Distribución controlada del tamaño de partícula: El tamaño de partícula adaptado con una distribución D50 controlada garantiza una densidad de empaquetamiento óptima, facilitando una reología de lodo uniforme, un recubrimiento con cuchilla (doctor-blade) sin defectos y una respuesta excepcional al calandrado del electrodo.
- Contenido de litio residual ultrabajo: El procesamiento térmico estricto limita el hidróxido de litio residual en la superficie ($LiOH \le 0.30–0.40\text{ wt}%$) y el carbonato de litio ($Li_2CO_3 \le 0.30\text{ wt}%$), lo que suprime significativamente la gelificación del lodo y reduce la evolución de gases en la celda durante el ciclismo de alto voltaje.
- Alta densidad de compactación y de apisonado: Alcanza una densidad de apisonado de $\ge 2.1\text{ g/cm}^3$ y una densidad de polvo compactado de $\ge 3.2\text{ g/cm}^3$, lo que permite una alta densidad energética volumétrica en factores de forma de celda compactos.
- Estabilidad térmica y a alta temperatura superior: Demuestra una estabilidad electroquímica excepcional a temperaturas de funcionamiento elevadas (45 °C), ofreciendo una capacidad de descarga inicial de 222.2 mAh/g y más de un 93% de retención de capacidad después de 50 ciclos.
- Control estricto de contaminantes magnéticos: Procesado con separación electromagnética avanzada para mantener las impurezas ferromagnéticas ($Fe + Cr$) estrictamente por debajo de 100 ppb, minimizando los riesgos de microcortocircuitos y las tasas de autodescarga en las celdas ensambladas.
- Baja absorción de humedad: Mantenido a un contenido de humedad $\le 600\text{ ppm}$ mediante un embalaje de barrera hermética, evitando la reducción del metal de transición activo y la formación de ácido fluorhídrico ($HF$) en electrolitos no acuosos.
- Opciones estructurales versátiles: Se ofrece tanto en morfología monocristalina para una máxima durabilidad mecánica contra el microagrietamiento, como en morfología de aglomerado policristalino para una cinética de difusión de litio rápida.
Aplicaciones
| Aplicación | Descripción | Beneficio clave |
|---|---|---|
| Baterías de tracción para vehículos eléctricos (VE) | Material activo de cátodo para celdas NMC 811 de alta capacidad para automoción (bolsa y prismáticas). | Maximiza la densidad energética gravimétrica para ampliar la autonomía manteniendo una vida útil robusta. |
| Investigación de baterías de estado sólido | Integración en arquitecturas de baterías de litio de estado sólido basadas en sulfuros y óxidos. | La alta estabilidad estructural y la baja reactividad superficial reducen la resistencia de interfase con electrolitos sólidos. |
| Sistemas de energía aeroespacial y drones | Paquetes de baterías ligeros de alta descarga que requieren relaciones energía-peso máximas. | La alta capacidad específica (>210 mAh/g) reduce el peso total del paquete sin sacrificar la potencia de salida. |
| Electrónica de consumo (dispositivos 3C) | Celdas de bolsa de perfil delgado para portátiles, teléfonos inteligentes y dispositivos electrónicos portátiles de alta gama. | La alta densidad compactada ($\ge 3.2\text{ g/cm}^3$) maximiza la capacidad volumétrica en factores de forma ultracompactos. |
| Almacenamiento de energía industrial y de red | Sistemas de almacenamiento de energía a escala comercial sujetos a protocolos de ciclismo diario rigurosos. | La alta retención de capacidad (>91% a temperatura ambiente después de 50 ciclos) garantiza una larga vida operativa. |
| I+D de baterías académicas e industriales | Material de referencia de electrodo positivo estandarizado para pruebas de media celda y celda completa (moneda/bolsa). | La alta consistencia entre lotes permite una evaluación comparativa electroquímica reproducible y la evaluación de aglutinantes. |
| Equipos de descarga de alta tasa | Herramientas eléctricas, manipuladores robóticos y equipos médicos que requieren capacidad de tasa C rápida. | Rendimiento de tasa estable en regímenes de descarga continua de 0.1C a 2C con polarización mínima. |
Especificaciones técnicas
Identificación general del producto y embalaje
| Parámetro | Valor / Estándar |
|---|---|
| Número de artículo del producto | CL04 |
| Fórmula química | $LiNi_{0.8}Co_{0.1}Mn_{0.1}O_2$ (NCM 811 / NMC 811) |
| Variantes estructurales disponibles | Monocristalino Ni83 (CL04-M2S) / Policristalino estándar (CL04-M2C) |
| Embalaje estándar | 500 g / bolsa de papel de aluminio sellada al vacío |
Propiedades físicas y químicas
| Parámetro de inspección | Unidad | Variante CL04-M2S (Monocristalino Ni83) | Variante CL04-M2C (Policristalino) | Método de prueba / Instrumento |
|---|---|---|---|---|
| Distribución del tamaño de partícula D10 | $\mu m$ | — | $5.0 \pm 1.0$ | Difracción láser (Mastersizer 2000) |
| Distribución del tamaño de partícula D50 | $\mu m$ | $4.0 \pm 1.0$ (Típico: 3.6) | $10.0 \pm 2.0$ | Difracción láser (Mastersizer 2000) |
| Distribución del tamaño de partícula D90 | $\mu m$ | — | $20.0 \pm 4.0$ | Difracción láser (Mastersizer 2000) |
| Tamaño máximo de partícula (Dmax) | $\mu m$ | — | $\le 40.0$ | Difracción láser (Mastersizer 2000) |
| Área superficial específica (SSA) | $m^2/g$ | $0.6 \pm 0.2$ (Típico: 0.65) | $0.6 \pm 0.3$ | Adsorción de nitrógeno BET (TriStar 3000) |
| Densidad de apisonado | $g/cm^3$ | — | $\ge 2.1$ | Medidor de densidad de apisonado |
| Densidad de polvo compactado | $g/cm^3$ | — | $\ge 3.2$ | Prensa hidráulica de polvo |
| Contenido de humedad | $ppm$ | — | $\le 600$ | Culombímetro Karl Fischer a 250°C (Metrohm 831/860) |
| Valor de pH | — | $\le 11.70$ (Típico: 11.50) | $\le 11.80$ | Medidor de pH (Mettler Toledo FE30) |
| Álcali residual: $LiOH$ / $OH^-$ | $wt%$ | $\le 0.30$ (Típico: 0.21) | $\le 0.40$ | Valoración potenciométrica (Mettler Toledo G20) |
| Álcali residual: $Li_2CO_3$ / $CO_3^{2-}$ | $wt%$ | $\le 0.30$ (Típico: 0.09) | $\le 0.30$ | Valoración potenciométrica (Mettler Toledo G20) |
| Impurezas magnéticas ($Fe + Cr$) | $ppb$ | — | $\le 100$ | ICP-OES (Optima 2100DV) |
| Capacidad específica a 0.1C (3.0–4.3V) | $mAh/g$ | $210 \pm 5$ (Típico: 210.2) | $\ge 205$ | Media celda de moneda CR2016 vs. $Li/Li^+$ |
| Eficiencia culómbica inicial | $%$ | $89 \pm 1$ (Típico: 89.6) | $\ge 88$ | Media celda de moneda CR2016 (0.1C / 0.1C) |
Rendimiento electroquímico de media celda (Variante CL04-M2S, 3.0–4.3V vs. $Li/Li^+$)
Datos de ciclismo a temperatura ambiente (25°C)
| Paso de ciclo / Protocolo de tasa | Capacidad de carga ($mAh/g$) | Capacidad de descarga ($mAh/g$) | Eficiencia culómbica ($%) | Retención de capacidad ($%) |
|---|---|---|---|---|
| 1er Ciclo (0.1C / 0.1C) | 234.5 | 210.2 | 89.6 | 100.0 (Base) |
| 2do Ciclo (0.5C / 0.5C) | — | 196.7 | — | — |
| 3er Ciclo (0.5C / 1.0C) | — | 190.5 | — | — |
| 4to Ciclo (0.5C / 2.0C) | — | 183.5 | — | — |
| 5to Ciclo (0.5C / 1.0C) | — | 190.2 | — | — |
| 55vo Ciclo (0.5C / 1.0C) | — | 174.5 | — | 91.7 (en el ciclo 50) |
Datos de ciclismo a temperatura elevada (45°C)
| Paso de ciclo / Protocolo de tasa | Capacidad de carga ($mAh/g$) | Capacidad de descarga ($mAh/g$) | Eficiencia culómbica ($%) | Retención de capacidad ($%) |
|---|---|---|---|---|
| 1er Ciclo (0.1C / 0.1C) | 242.2 | 222.2 | 91.7 | 100.0 (Base) |
| 2do Ciclo (0.5C / 0.5C) | — | 213.8 | — | — |
| 3er Ciclo (0.5C / 1.0C) | — | 208.1 | — | — |
| 4to Ciclo (0.5C / 2.0C) | — | 201.6 | — | — |
| 5to Ciclo (0.5C / 1.0C) | — | 206.3 | — | — |
| 55vo Ciclo (0.5C / 1.0C) | — | 191.9 | — | 93.0 (en el ciclo 50) |
¿Por qué elegir este producto?
- Integridad morfológica diseñada: La variante monocristalina elimina el microagrietamiento de los límites de grano internos durante la expansión y contracción anisotrópica de la red repetida, evitando la penetración del electrolito y la degradación de fase durante el ciclismo prolongado.
- Control superior de la química superficial: La mitigación estricta de la base residual evita la deshidrofluoración del aglutinante PVDF y la posterior gelificación del lodo, permitiendo una mayor vida útil del lodo, un procesamiento de electrodos de rollo a rollo suave y una hinchazón mínima de la celda.
- Equilibrio volumétrico y gravimétrico alto: Con densidades compactadas que alcanzan $\ge 3.2\text{ g/cm}^3$ y capacidades de descarga específicas superiores a 210 mAh/g, este material de cátodo ofrece densidades energéticas líderes en la industria para químicas avanzadas de iones de litio.
- Calidad y trazabilidad estrictas: Cada lote de producción se somete a una validación integral mediante ICP-OES, valoración de Karl Fischer y PSD láser, lo que garantiza una uniformidad excepcional desde la creación de prototipos a escala de laboratorio hasta la producción a escala piloto.
- Compatibilidad con el flujo de trabajo completo: Se integra perfectamente con mezcladores de laboratorio, recubridores de cuchilla automatizados, prensas de calandrado calentadas y equipos de ensamblaje de monedas/bolsas, asegurando una incorporación impecable en los flujos de trabajo de fabricación de celdas estándar.
Póngase en contacto con nuestro equipo de ventas técnicas hoy mismo para solicitar un presupuesto, una hoja de datos de seguridad del material o una formulación de lote personalizada adaptada a sus requisitos de investigación de almacenamiento de energía.
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