电池材料
LiNiCoMnO2 镍钴锰 8:1:1 NCM 811 正极材料 锂离子电池 高镍三元 NMC
货号 : CL04
价格根据 规格和定制情况变动
- 比放电容量 (0.1C, 3.0-4.3V)
- ≥205 - 210 mAh/g
- 化学成分
- LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (NCM 811)
- 粉末压实密度
- ≥3.2 g/cm³
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产品概述
这款优质高镍三元正极材料采用了优化的镍钴锰化学计量比 8:1:1 ($LiNi_{0.8}Co_{0.1}Mn_{0.1}O_2$)，专为下一代锂离子电池研究和高能量密度电芯制造而设计。该粉末提供先进的单晶和工程化多晶结构形态，在宽工作电压范围内具有优异的放电比容量、卓越的首周库仑效率和增强的结构稳定性。
针对严苛的电化学环境，该材料通过严格控制颗粒形貌、微量杂质和表面残余锂化合物（$LiOH$ 和 $Li_2CO_3$），解决了高镍化学体系的传统难题。这使其成为研究人员和工业工程师开发用于电动汽车驱动、航空航天系统、电网级储能和高端消费电子产品的高性能软包、圆柱和方形电芯的理想活性材料。
该三元粉末在严格的质量保证协议下合成，确保了批次间可靠的重复性和重复充放电循环中的热稳定性。无论是在室温循环还是在高达 45°C 的高温操作下，该正极粉末在激进的 C 倍率协议下均能保持高容量保持率和稳固的结构完整性。
主要特点
- 高镍化学计量配方： 采用 80% 的镍比例配制，最大限度地提高锂离子提取效率，在 3.0–4.3V 的标准电压窗口内，0.1C 下的放电比容量超过 205–210 mAh/g。
- 受控的粒径分布： 定制的粒径和受控的 D50 分布确保了最佳的压实密度，促进了均匀的浆料流变性、无缺陷的刮刀涂布以及卓越的电极辊压响应。
- 超低残余锂含量： 严格的热处理工艺限制了表面残余氢氧化锂 ($LiOH \le 0.30–0.40\text{ wt}%$) 和碳酸锂 ($Li_2CO_3 \le 0.30\text{ wt}%$)，显著抑制了浆料凝胶化，并减少了高压循环过程中的电芯产气。
- 高振实密度和压实密度： 振实密度 $\ge 2.1\text{ g/cm}^3$，粉末压实密度 $\ge 3.2\text{ g/cm}^3$，在紧凑的电芯规格中实现高体积能量密度。
- 卓越的热稳定性和高温稳定性： 在高温（45°C）下表现出卓越的电化学稳定性，初始放电容量为 222.2 mAh/g，50 次循环后容量保持率超过 93%。
- 严格的磁性杂质控制： 采用先进的电磁分离工艺处理，将铁磁性杂质 ($Fe + Cr$) 严格控制在 100 ppb 以下，最大限度地降低了组装电芯中的微短路风险和自放电率。
- 低吸湿性： 通过密封阻隔包装保持水分含量 $\le 600\text{ ppm}$，防止活性过渡金属还原及非水系电解液中氢氟酸 ($HF$) 的形成。
- 多样的结构选择： 提供单晶形态（具有最大的抗微裂纹机械耐久性）和多晶团聚形态（具有快速的锂扩散动力学）供选择。
应用领域
| 应用 | 描述 | 主要优势 |
|---|---|---|
| 电动汽车 (EV) 动力电池 | 用于高容量 NMC 811 汽车软包和方形电芯的正极活性材料。 | 最大化重量能量密度以延长续航里程，同时保持稳健的循环寿命。 |
| 固态电池研究 | 集成到硫化物和氧化物基固态锂电池架构中。 | 高结构稳定性和低表面反应性降低了与固态电解质的界面电阻。 |
| 航空航天和无人机动力系统 | 需要最大能量重量比的轻量化、高放电电池组。 | 高比容量 (>210 mAh/g) 在不牺牲功率输出的情况下减轻了电池组总重量。 |
| 消费电子 (3C 设备) | 用于高端笔记本电脑、智能手机和可穿戴电子设备的薄型软包电芯。 | 高压实密度 ($\ge 3.2\text{ g/cm}^3$) 在超紧凑规格中最大化体积容量。 |
| 电网和工业储能 | 经受严格日常循环协议的公用事业级储能系统。 | 高容量保持率（室温 50 次循环后 >91%）确保了长使用寿命。 |
| 学术和工业电池研发 | 用于半电池和全电池扣式/软包测试的标准化正极参比材料。 | 高度的批次间一致性实现了可重复的电化学基准测试和粘结剂评估。 |
| 高倍率放电设备 | 需要快速 C 倍率能力的电动工具、机器人操纵器和医疗设备。 | 在 0.1C 至 2C 连续放电区间内具有稳定的倍率性能，极化极小。 |
技术规格
产品标识与包装
| 参数 | 值 / 标准 |
|---|---|
| 产品编号 | CL04 |
| 化学式 | $LiNi_{0.8}Co_{0.1}Mn_{0.1}O_2$ (NCM 811 / NMC 811) |
| 可用结构变体 | 单晶 Ni83 (CL04-M2S) / 多晶标准 (CL04-M2C) |
| 标准包装 | 500 g / 密封真空铝箔袋 |
物理与化学性质
| 检测参数 | 单位 | 变体 CL04-M2S (单晶 Ni83) | 变体 CL04-M2C (多晶) | 测试方法 / 仪器 |
|---|---|---|---|---|
| 粒径分布 D10 | $\mu m$ | — | $5.0 \pm 1.0$ | 激光衍射 (Mastersizer 2000) |
| 粒径分布 D50 | $\mu m$ | $4.0 \pm 1.0$ (典型值: 3.6) | $10.0 \pm 2.0$ | 激光衍射 (Mastersizer 2000) |
| 粒径分布 D90 | $\mu m$ | — | $20.0 \pm 4.0$ | 激光衍射 (Mastersizer 2000) |
| 最大粒径 (Dmax) | $\mu m$ | — | $\le 40.0$ | 激光衍射 (Mastersizer 2000) |
| 比表面积 (SSA) | $m^2/g$ | $0.6 \pm 0.2$ (典型值: 0.65) | $0.6 \pm 0.3$ | BET 氮吸附 (TriStar 3000) |
| 振实密度 | $g/cm^3$ | — | $\ge 2.1$ | 振实密度仪 |
| 粉末压实密度 | $g/cm^3$ | — | $\ge 3.2$ | 液压粉末压片机 |
| 水分含量 | $ppm$ | — | $\le 600$ | 卡尔费休库仑滴定法 @ 250°C (Metrohm 831/860) |
| pH 值 | — | $\le 11.70$ (典型值: 11.50) | $\le 11.80$ | pH 计 (Mettler Toledo FE30) |
| 残余碱: $LiOH$ / $OH^-$ | $wt%$ | $\le 0.30$ (典型值: 0.21) | $\le 0.40$ | 电位滴定法 (Mettler Toledo G20) |
| 残余碱: $Li_2CO_3$ / $CO_3^{2-}$ | $wt%$ | $\le 0.30$ (典型值: 0.09) | $\le 0.30$ | 电位滴定法 (Mettler Toledo G20) |
| 磁性杂质 ($Fe + Cr$) | $ppb$ | — | $\le 100$ | ICP-OES (Optima 2100DV) |
| 0.1C 比容量 (3.0–4.3V) | $mAh/g$ | $210 \pm 5$ (典型值: 210.2) | $\ge 205$ | CR2016 扣式半电池 vs. $Li/Li^+$ |
| 首次库仑效率 | $%$ | $89 \pm 1$ (典型值: 89.6) | $\ge 88$ | CR2016 扣式半电池 (0.1C / 0.1C) |
电化学半电池性能 (变体 CL04-M2S, 3.0–4.3V vs. $Li/Li^+$)
室温 (25°C) 循环数据
| 循环步骤 / 倍率协议 | 充电容量 ($mAh/g$) | 放电容量 ($mAh/g$) | 库仑效率 ($%) | 容量保持率 ($%) |
|---|---|---|---|---|
| 第 1 周 (0.1C / 0.1C) | 234.5 | 210.2 | 89.6 | 100.0 (基准) |
| 第 2 周 (0.5C / 0.5C) | — | 196.7 | — | — |
| 第 3 周 (0.5C / 1.0C) | — | 190.5 | — | — |
| 第 4 周 (0.5C / 2.0C) | — | 183.5 | — | — |
| 第 5 周 (0.5C / 1.0C) | — | 190.2 | — | — |
| 第 55 周 (0.5C / 1.0C) | — | 174.5 | — | 91.7 (第 50 周时) |
高温 (45°C) 循环数据
| 循环步骤 / 倍率协议 | 充电容量 ($mAh/g$) | 放电容量 ($mAh/g$) | 库仑效率 ($%) | 容量保持率 ($%) |
|---|---|---|---|---|
| 第 1 周 (0.1C / 0.1C) | 242.2 | 222.2 | 91.7 | 100.0 (基准) |
| 第 2 周 (0.5C / 0.5C) | — | 213.8 | — | — |
| 第 3 周 (0.5C / 1.0C) | — | 208.1 | — | — |
| 第 4 周 (0.5C / 2.0C) | — | 201.6 | — | — |
| 第 5 周 (0.5C / 1.0C) | — | 206.3 | — | — |
| 第 55 周 (0.5C / 1.0C) | — | 191.9 | — | 93.0 (第 50 周时) |
为什么选择本产品
- 工程化结构完整性： 单晶变体消除了重复各向异性晶格膨胀和收缩过程中的内部晶界微裂纹，防止了长期循环中的电解液渗透和相降解。
- 卓越的表面化学控制： 严格的残余碱抑制防止了 PVDF 粘结剂的脱氟反应及随后的浆料凝胶化，延长了浆料的适用期，实现了平滑的卷对卷电极加工，并最大限度地减少了电芯膨胀。
- 体积与重量平衡： 压实密度达到 $\ge 3.2\text{ g/cm}^3$，放电比容量超过 210 mAh/g，该正极材料为先进的锂离子化学体系提供了行业领先的能量密度。
- 严格的质量与可追溯性： 每个生产批次均经过全面的 ICP-OES、卡尔费休滴定和激光粒径分布验证，确保从实验室原型到中试生产的一致性。
- 全流程兼容性： 与实验室混合机、自动涂布机、加热辊压机和扣式/软包组装设备无缝集成，确保完美融入标准电芯制造流程。
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