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提升电池能量密度是锂电池发展的一个最重要目标及方向, 三元锂离子电池能量密度最高可达 300Wh/kg,如实现 2025 年能量密度达到 400Wh/kg 的目标,则需要变革电池材料体系及电池设计,目前最有希望实现上述技术指标的电池体系是全固态电池技术。
全固态电池采用固态电解质替换了有机液态电解质,大幅提升了电池系统的安全性。同时,固态电解质更好适配高比能量的正、负极材料(如金属锂)并减轻系统重量,实现能量密度的同步提升。现有三元正极材料不适用直接用于全固体电池,需要对三元正极材料做一定的改性。
除了动力领域外,储能领域也是化学电源未来大规模应用的一个重要场景。储能电池要求安全性高、成本低、使用寿命长,现有锂电池系统成本进一步大幅降价空间有限,需要寻找新的化学体系以适应该领域的成本要求。钠离子电池体系中,正极材料不仅仅不含锂元素,同时也可以不含价格较高的钴元素,可以较大幅度地降低电芯成本。
在对外发布的招股说明书中,容百科技介绍了针对未来不同市场的正极材料技术储备及最新进展。
单晶型NCM811
研究镍钴锰三元共沉淀控制结晶技术,制备出元素均匀共沉淀的小粒度分散性良好的氢氧化镍钴锰前驱体。研究单晶 NCM811 锂混合配比、掺杂元素和比例、气氛烧结、粉碎、表面处理等工艺,开发出高分散性、高温循环、高安全性能的单晶 NCM811 产品。目前该项目已经处于试产阶段。
高能量 Ni88 型NCM811
通过对现有的 NCM811 控制结晶技术研究,制备出性能更优良的 Ni88 氢氧化镍钴锰前驱体。研究锂混合配比、掺杂元素和比例、烧结温度、烧结气氛条件、表面处理等工艺,制备出能量密度更高、结构稳定、电化学性能出色的高镍( Ni≥88%)层状正极材料。目前,该项目已经处于中试阶段。
高能量型 NCA
研究镍钴(铝)共沉淀控制结晶技术,制备出元素均匀共沉淀及晶粒紧密堆积的类球形氢氧化物前驱体。研究锂混合配比、掺杂元素和比例、烧结温度、烧结气氛方法等工艺对材料结构和电化学性能的影响,制备出容量高、结构稳定的正极材料。研究表面处理技术,包括洗涤、包覆以及后续热处理等,降低材料碱残留量,提高循环和安全性能,大小颗粒掺混技术研究极片压实密度≥3.6g/cc( Ni≥88%),目前,该项目已经试产。
多元高能量密度 NCM
研究多元共沉淀控制结晶技术,制备出元素均匀共沉淀及晶粒特定生长的类球形氢氧化物前躯体。研究锂混合配比、掺杂元素和比例、烧结温度、烧结气氛条件等工艺,制备出容量高、结构稳定的正极材料。研究表面处理技术,包括洗涤、包覆以及后续热处理等,降低材料碱残留量,提高循环和安全性能,大小颗粒掺混技术研究极片压实密度≥3.6g/cc( Ni≥90%),目前,该项目已经实现小试。
高镍单晶型Ni90
高镍单晶 Ni90 产品开发,相比第一代单晶Ni 产品能量密度高 5%,设计成本降低 10%。
研究镍钴锰三元共沉淀控制结晶技术,制备出元素均匀共沉淀的小粒度分散性良好的氢氧化镍钴锰前驱体。研究单晶 N i90 锂混合配比、掺杂元素和比例、气氛烧结、粉碎、表面处理等工艺,开发出高分散性、高温循环、高安全性能的单晶 N i90 产品。目前,该项目已经实现小试。
单晶镍钴锰酸锂三元正极材料
在公司现有的高电压单晶材料生产技术基础上,再研究前驱体粒径、锂混合配比、掺杂元素和比例、烧结温度、粉碎方法、包覆元素和比例等工艺对材料结构和电化学性能的影响,制备出结构稳定、分散性好、循环寿命优秀的高电压高镍单晶正极材料,目前,该项目已经实现试产。
镍钴锰酸锂高温烧结工艺
在公司现有的镍钴锰酸锂烧结技术基础上,研究配锂混料及烧结温度、气氛、时间、装填量等,开发出适合大规模产业化的高温烧结技术,满足高镍正极材料能量密度、结构稳定、电化学性能和安全性能日益提升的要求,目前,该项目已经实现试产。
镍钴锰酸锂正极材料元素掺杂技术
研究镍钴锰酸锂正极材料不同方式、元素、比例掺杂工艺,开发出适合大规模产业化的元素均匀掺杂技术,提升高镍正极材料结构稳定性,功率输出特性、高温循环寿命和安全性能。目前,该项目已经实现中试。
镍钴锰酸锂高温烧结工艺
在公司现有的镍钴锰酸锂烧结技术基础上,研究配锂混料及烧结温度、气氛、时间、装填量等,开发出适合大规模产业化的高温烧结技术,满足高镍正极材料能量密度、结构稳定、电化学性能和安全性能日益提升的要求。目前,该项目已经实现试产。
镍钴锰酸锂正极材料元素掺杂技术
研究镍钴锰酸锂正极材料不同方式、元素、比例掺杂工艺,开发出适合大规模产业化的元素均匀掺杂技术,提升高镍正极材料结构稳定性,功率输出特性、高温循环寿命和安全性能。目前该项目已经实现试产。
前驱体新技术开发
立足现有的中韩两地前驱体研发技术,整合国内外技术资源,充分掌握成分、均匀性、晶型、形貌、粒度及其分布精确可控的前驱体生产技术,并对前驱体晶粒定向生长、元
素均匀掺杂、梯度沉积、核壳结构等新技术进行深入研究开发,从而满足动力型正极材料日益增长的使用要求,目前该项目已经实现中试。
镍锰系研究(涉及配套的电解液开发)
开发具有 5V 尖晶石结构的正极材料及适配电解液体系;使用该等材料的电池体系具有
较高的能量密度(与 NCM811 相比)及倍率性能, 且正极材料成本低廉 (相当于 NCM 材料成本的 35%)。
钠离子电池正极材料
开发具有低成本及优异电化学性能的钠离子电 池 体 系 及 正 负 极 材 料 ; 该 电 池 体 系 与LiFePO4 电池相比,成本降低约 10——20%,低温性能、高倍率性能等特征更加优异。
全固态电池正极材料
通过固态电池技术的研究开发,掌握适用于全固态电池体系的正极材料及固态电解质生产技术。
检测技术优化
通过新检测技术的开发和对原有测试技术的更新,分析前驱体、正极材料的内部微观结构,取代常规的通过电池充放电测试循环寿命的方法,建立数据库快速判断评价循环性能,从而提升研究水平和新产品开发速度
研究制定电池正极废料回收技术
锂离子废电池中的钴、锂、镍、铝和铜等价格相对较高,部分金属资源稀少,对金属进行资源化回收,保证湿法回收率≥98%,达到降低原料成本,减少环境危害的目的。
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