登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
对于层状正极材料在首次充放电过程中的不可逆容量,目前的解释主要有以下几种:1)认为脱锂过程中额外的容量主要来自于电极/电解液的副反应,因此是不可逆的;2)正极材料在首次脱锂的过程中会发生不可逆的相变,特别是在颗粒的表面,从而引起部分容量不可逆;3)首次脱锂后,在此嵌锂时材料动力学特性降低,导致部分Li无法重新嵌入到材料之中。
Winter等认为对于NCM材料而言上述三种原因可能是同时存在,例如Winter研究发现NCM333材料的首次不可逆容量为36.3mAh/g,上述三种原因导致的不可逆容量分别为10.0、4.2和22.1mAh/g。而Manthiram的研究则表明电极界面副反应是导致首次不可逆容量的主要原因,Lee和Kim的研究则表明对于LiNi1−yCoyO2材料如果将Co含量从0提高到0.2能够将材料的首次不可逆容量从55mAh/g降低到27mAh/g,Lee认为这主要是由于Co元素的存在减少了Li/Ni混排。
尽管对于层状材料首次不可逆容量的原因众说纷纭,但是大家都普遍认为Li在电极内的嵌锂动力学特性的变化是引起NCM材料不可逆容量的重要原因之一。动力学特性是正极材料的一项重要特性,研究表明在LixMO2材料中Li的含量从0.6提高到0.8后,由于多数Li位被占据,因此Li+的扩散系数降低了2个数量级,特别是在高镍材料中由于存在大量的Ni,因此在首次脱锂后会在材料表面生成Li2NiO2会显著的影响Li+的嵌入。
近日,美国纽约州立大学宾汉姆顿大学的Hui Zhou(第一作者)和M. Stanley Whittingham(通讯作者)对于目前研究最为火热的NCM811材料在首次充电过程中的不可逆容量的来源进行了研究。
下图b为不同Ni含量材料在首次充放电过程中电极的充放电曲线,从图中能够看到材料的不可逆容量与正极材料的Ni含量没有关系,不同Ni含量的材料的不可逆容量几乎是一样的。下图a为NCM811材料分别充电到不同电压下电池的充放电曲线,从图中能够看到随着NCM811材料充电电压的提高,电池的不可逆容量有所降低,但是过高的充电电压会严重影响NCM811材料的循环寿命,因此作者也在这里将NCM811材料的充电电压限制在了4.4V。
下图为NCM811材料电极在不同的涂布量、压实密度、不同导电剂和不同导电剂/粘结剂含量的情况下电极的首次充放电曲线,从图中能够看到电极涂布量的变化(6-20mg/cm2)对于电极在首次充放电过程中的不可逆容没有影响。从下图b能够看到压实密度对于电极的不可逆容量具有较大的影响,当电极的压实密度从1.5g/cm3提高到3.0g/cm3,NCM811材料的首次不可逆容量也从最初的37.5mAh/g降低到了26.3mAh/g,这也表明活性物质颗粒之间的接触对于首次不可逆容量具有显著的影响,更好的接触(压实密度大)有利于改善Li+的扩散通道,因此有助于减少首次充放电过程中的不可逆容量损失。
从下图c可以看到不同类型的导电剂对于NCM811材料在首次充放电过程中的不可逆容量损失几乎没有影响。从下图d能够看到提高电极中粘结剂/导电剂的比例都达到10%时能顾轻微的降低NCM811材料在首次充放电过程中的不可逆容量,但是这远远不足以抵消因为导电剂/粘结剂比例升高导致的电极容量的降低。
锂离子电池放电通常时按照恒电流放电的制度进行的,但是之前的研究表明随着NCM材料中的Li含量的提高,Li+在其中的扩散系数也在不断的降低,降低幅度可多达2个数量级,为了能够让Li+充分嵌回到材料之中,作者在放电的末期增加了一个恒压放电的过程。下图a为不同NCM811材料电极的首次充放电曲线,从图中能够看到通过对电极进行碾压,电池的不可逆容量降低了11.2mAh/g,如果再结合恒电压放电能够将NCM811的首次不可逆容量从37.5mAh/g降低到12.1mAh/g,首次充放电库伦效率也可以提高到94.8%。
从上面的分析不难看出NCM811材料在首次充放电过程中的不可逆容量主要来自于较慢的Li+扩散速度。因此理论上通过提高温度能够有效的减少首次充放电的不可逆容量。下图为NCM811电极分别在21、45和60℃下的首次充电和放电曲线,从下图a能够看到在温度提高后NCM811材料的动力学特性显著提高,需要恒压放电放出的容量明显减少,在45℃条件下,首次充放电的不可逆容量下降到了8.4mAh/g,首次充放电的库伦效率提高到了96.4%,但是在60℃下NCM811材料在首次充放电过程中的不可逆容量出现了轻微的增加,这主要是因为高温导致NCM811与电解液之间副反应增加。
因此从上面的实验数据不难看出,NCM材料在首次充放电中的不可逆容量大部分是受到Li+动力学条件的影响,其他因素仅仅占到NCM材料首次不可逆容量的5%左右。为了验证上述观点,作者采用GITT方法对NCM材料在不同Li含量的情况下Li+的扩散系数进行了测定,从下图能够看到NCM811材料在多数情况下Li+扩散系数都在10-9cm2/s左右,略高于Ni含量较低的材料,但是当嵌锂量大于0.7后,嵌锂的扩散系数就开始迅速降低,很显然在常温下嵌锂末期NCM扩散系数的降低是导致NCM材料首次不可逆容量的主要原因。
我们知道对于LFP这样的橄榄石结构材料其在首次充放电过程中几乎没有可逆容量的损失,首次充放电的库伦效率接近100%,为何NCM材料会产生这样的不可逆容量呢?这要从NCM材料的晶体结构特点讲起,NCM材料属于层状结构,研究表明当层状材料中的Li含量超过0.6时,会导致其晶格参数中的a扩张,而c收缩,从而使得Li+的扩散通道缩小,从而导致Li的扩散系数降低。
Hui Zhou的研究表明NCM811材料在首次充放电过程中大约80%的不可逆容量都是因为在嵌锂的末期Li+扩散系数降低,因此在恒流放电过程中部分Li+因为动力学特性降低而无法重新嵌入到NCM材料之中,因此电极厚度、导电剂类型和不同Ni含量对于首次不可逆容量基本没有影响,但是碾压和提工作温度能够有效提升NCM材料的动力学特性,从而减少首次充放电过程中的不可逆容量。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
正极材料竞争升级,锰、硫技术路线谁能突围?2025年,固态电池产业正在经历更为深刻的变革。固态电池技术的推进、规模化制造需求的提升,以及终端市场对高性能电池的需求不断增长,共同驱动着以锰系、硫系为代表的新型正极材料体系加速成型,传统锂电池正极材料体系迎来重大革新。当前,9系高镍三元材
北极星储能网获悉,2月12日,锂电正极材料厂商中伟股份宣布启动港股IPO准备工作,为深入推进公司“发展全球化”战略部署,打造国际化资本运作平台,助力全球产业布局持续升维,加快构建国内国际双循环格局,拟在境外发行股份(H股)并在香港联合交易所有限公司上市,公司董事会授权公司管理层启动本次H
根据行业标准制修订计划,相关标准化技术组织已完成《锂离子电池正极材料单位产品能源消耗技术要求》等4项行业标准的制修订工作。在以上标准批准发布之前,为进一步听取社会各界意见,现予以公示,截止日期2025年3月14日。标准编号:SJ/T12001-2025标准名称:锂离子电池正极材料单位产品能源消耗技术要
“节后国内碳酸锂期货价格连续2天小幅收跌,现货价格也略有松动。”这一方面是受到有关宁德时代3个江西工厂计划复产传闻的影响(目前核实有2家会复产),另一方面则是受到1月份智利碳酸锂出口增长的影响(对中国出口环比增长43%至1.9万吨),市场预期碳酸锂供应量可能将有所放大,对短线形成一定压力。
北极星储能网获悉,2月6日,德方纳米在与投资者活动中披露,公司与AmsterdamFertilizer签署《合资协议》,拟共同增资ICLBM,S.L.,在西班牙建设磷酸铁锂生产项目。目前项目正在按计划有序推进。据了解,工厂的初始投资为2.85亿欧元,德方纳米将持有20%的股份,而ICL将控股剩余的80%。西班牙《国家报》称
近日,武汉钠新材料技术有限公司(简称“武汉钠新材料”)在甘肃设立二大生产基地,2025年2月,万吨聚阴离子产线落成并逐步投入生产。据悉,2024年10月,武汉钠新材料全资子公司高能钠新(甘肃)能源科技有限公司在甘肃省张掖市高台县规划建设年产3万吨钠离子电池关键正极材料项目,主要产品为钠电池正极材
储能创造价值,市场牵引发展。历经2023年来行业疯狂“内卷”和价格血拼,我国储能产业逐渐从“卷价格”、“卷产能”,开始走向“卷技术”、“卷价值”的新型竞争轨道。低端劣质产能的市场出清加速,头部与二三线企业的行业分化加剧,电力市场改革推动的储能市场化盈利机制亦正在形成,云计算、AI人工智
2月2日,锂源科技旗下印尼锂源二期项目在印尼三宝垄肯达尔经济特区盛大开工,印尼锂源负责人冯总、主要部门领导以及中建安装项目主要成员出席开工仪式,共同见证这一历史性的时刻。在正式开工前,印尼锂源安全和综合管理部门向相关团队详细宣贯了安全管理制度和现场管理制度,强调安全在项目推进中的重
行业对磷酸锰铁锂的研发投入持续火热。国家知识产权局信息显示,近期不少企业都申请了磷酸锰铁锂相关专利。其中,湖北亿纬动力有限公司申请一项名为“一种镁掺杂磷酸锰铁锂正极材料及其制备方法、正极极片”的专利。该制备方法的制备成本低廉、制备工艺简单、操作便捷,且制得的镁掺杂磷酸锰铁锂正极材
北极星储能网获悉,近日一则报道引起讨论,北京大学材料科学与工程学院庞全全团队开发了一种新型玻璃相硫化物固态电解质材料,并采用该材料研制出具有优异快充性能和超长循环寿命的全固态锂硫电池,该项研究成果已于1月16日发表在国际学术期刊《自然》,固态电池又迎来一轮热度。据统计,2025年以来,
北极星储能网获悉,龙蟠科技公告显示,1月17日与宁德时代再次签订正极材料年度采购协议,本次2025年度采购上限设为70亿元。与此同时,宁德时代也将向龙蟠科技供应所需锂云母等碳酸锂原材料,采购上限为13.2亿元。根据采购协议,龙蟠科技将向宁德时代及相关单位销售龙蟠产品,包括但不限于磷酸铁锂正极
北极星储能网获悉,2月4日,美国储能解决方案供应商StrytenEnergyLLC宣布,其控股公司StrytenCriticalE-StorageLLC与LargoInc.的子公司LargoCleanEnergyCorp.(LCE)签署协议,计划成立合资企业StorionEnergyLLC,通过电解液租赁模式以提供更具有价格竞争力的高质量美国生产钒电解液,以推动全钒液流电
电解液行业概述电解液是化学电池、电解电容等使用的介质,用于不同行业其代表的内容相差较大。有生物体内的电解液(也称电解质),也有应用于电池行业的电解液,以及电解电容器、超级电容器等行业的电解液。不同的行业应用的电解液,其成分相差巨大,甚至完全不相同。具体的电解液成分和配方可能因不同
北极星储能网获悉,根据国家知识产权局信息显示,山西国润储能科技有限公司申请一项名为“一种全钒液流电池电解液添加剂”的专利,公开号CN119092769A,申请日期为2024年8月。专利摘要显示,本发明涉及能源存储技术领域,公开了一种全钒液流电池电解液添加剂,所述添加剂包括以下质量百分比的组分:改
北极星储能网获悉,11月28日晚间,新筑股份公告称,控股股东四川发展(控股)有限责任公司(以下简称“四川发展(控股)”)拟将直接持有的公司股份6611.38万股(占公司现有总股本的比例为8.60%)和四川发展轨道交通产业投资有限公司(以下简称“四川发展轨交投资”)100%股权无偿划转至蜀道集团或其指
北极星电池网获悉,11月2日,电解液龙头企业天赐材料通报称,公司位于广东广州黄浦区的厂区车间发生火灾,根据公告,现场无人员受伤。天赐材料表示,此次火情事件不涉及电解液及其他电池材料产品和业务,经公司初步评估,预计对公司生产经营影响较小。
新能源汽车市场的蓬勃发展,正推动着动力电池制造业迈向新的高峰,电解液作为动力电池的核心材料之一,需求量亦随之飙升,其装卸和转运效率显得愈发重要,甚至成为影响整个生产链流畅度和响应速度的重要因素。电解液转运过程中,从电解液厂灌装到电池厂卸料,通常采用“槽车或吨桶+快速接头”的组合方
去年以来,受电解液市场的供需不平衡影响,产品市场价格经过了较大幅度的下跌。同时,受下游需求不足导致开工率降低等因素影响,电解液行业普遍处于盈利周期底部承压状态,竞争持续激烈。从业绩方面来看,今年上半年新宙邦实现营业收入35.82亿元,同比增长4.35%;归母净利润4.16亿元,同比下降19.54%。
北极星储能网获悉,9月10日,黑龙江省工业和信息化厅公开征求《黑龙江省钒产业发展规划(2024—2030年)(征求意见稿)》意见建议。文件指出,规划以近期目标(2024—2026年)为重点,确保相关目标和任务得到全面落实;兼顾中长期发展(2027—2030年),引领全省钒产业持续进步。到2026年,建成双鸭山
北极星储能网获悉,9月12日,四川攀枝花市钒钛高新区管委会与四川发展兴欣钒能源科技有限公司签订战略合作框架协议。川发兴能公司将在钒钛高新区投资建设12万立方米/年短流程钒电解液制备产线,打造国内规模最大的钒电解液生产基地。据了解,近年来,钒钛高新区深入实施工业强市战略,积极招引钒电池储
四川攀枝花市发展改革委以因地制宜培育发展新质生产力为重要着力点,推动攀西试验区高质量发展。一是抓创新强动能。坚持高能级创新平台与高水平科技攻关“双轮驱动”,提升攀西试验区创新能力。累计建成43个国省级创新平台,2024年钒钛新材料中试研发平台纳入四川省首批中试平台名单,攀西试验区专项攻
北极星电池网获悉,8月26日天际股份公告称,2024年8月24日上午10时左右,全资子公司江苏新泰材料科技有限公司三个车间中的二车间四楼电气线路短路发生局部火灾事故,但主体设备和金属管道基本未受损,且火势于当天上午11时左右扑灭。据悉,天际新能源科技股份有限公司,主要从事电解液材料六氟磷酸锂及
根据行业标准制修订计划,相关标准化技术组织已完成《锂离子电池正极材料单位产品能源消耗技术要求》等4项行业标准的制修订工作。在以上标准批准发布之前,为进一步听取社会各界意见,现予以公示,截止日期2025年3月14日。标准编号:SJ/T12001-2025标准名称:锂离子电池正极材料单位产品能源消耗技术要
中国盐湖工业集团有限公司(以下简称“中国盐湖”)近日在青海正式揭牌。这被认为是央地协同打造具有国际影响力的盐湖产业“航母”迈出的重要一步。中国五矿披露的信息显示,中国盐湖由青海盐湖工业股份有限公司(以下简称“盐湖股份”)、青海汇信资产管理有限责任公司、五矿盐湖有限公司3家企业组成,员
为加快建设电动自行车锂离子电池(以下简称锂电池)回收利用体系,推动电动自行车生产企业等落实回收主体责任,方便消费者规范交售,推动锂电池安全、高效回收利用,全国电动自行车安全隐患全链条整治工作专班印发了《电动自行车锂离子电池回收利用体系建设指南》(以下简称《建设指南》)。为指导各地
1月15日,江西省人民政府印发《关于深化落实“1269”行动计划、加快推进新型工业化的实施方案》(以下简称《实施方案》),提出大力提升产业链式集群水平。深化实施产业链链长制,全面推行“链长+”“链主+”工作模式,加强产销、产融、技术、人才等对接,不断提高重点产业链省内产业配套率。强化链式
近日,研究机构EVTank联合伊维经济研究院共同发布了《中国锂离子电池正极材料行业发展白皮书(2025年)》。白皮书统计数据显示,2024年,中国锂离子电池正极材料出货量为329.2万吨,同比增长32.9%,主要增量来自于磷酸铁锂正极材料。EVTank数据显示,2024年中国磷酸铁锂材料出货量达到242.7万吨,同比
北极星储能网获悉,为加快提升工业产品碳足迹管理水平,建立健全碳足迹管理体系,促进工业绿色低碳转型,1月16日,工业和信息化部、生态环境部、国家发展改革委、市场监管总局联合确定了15项工业产品碳足迹核算规则团体标准推荐清单(第一批),其中包括温室气体产品碳足迹量化方法与要求锂离子电池标
北极星储能网获悉,1月8日消息,太蓝新能源生产制造基地二期工厂将于2025年一季度完成竣工验收,预计2025年3月开始进场装修。太蓝新能源生产制造基地二期工厂位于重庆市两江新区龙盛新城,总建筑面积约5万平方米,将建设半固态锂电池电芯产线及半固态锂电池PACK产线,项目规划产能2GWh,以生产乘用车动
北极星储能网获悉,据高工产研锂电研究所(GGII)统计数据显示,2024年中国锂电池出货量1175GWh,同比增长32.6%,其中动力、储能、数码电池出货量分别为780+GWh、335+GWh、55+GWh,同比增长23%、64%、14%。从技术路线占比看,2024年磷酸铁锂动力电池出货量560+GWh,占比动力电池总出货量比例达到72%。2
近日,研究机构EVTank联合伊维经济研究院共同发布了《中国锂离子电池隔膜行业发展白皮书(2025年)》。白皮书数据显示,2024年,中国锂离子电池隔膜出货量同比增长28.6%,达到227.5亿平米,其中湿法隔膜出货量达到174.9亿平米,干法隔膜出货量达到52.6亿平米。从不同类型隔膜出货量来看,EVTank统计数
北极星储能网获悉,近日,宁德时代旗下江苏时代溧阳工厂荣获由欧洲知名管理咨询集团瑞欧盈-埃非索管理咨询公司(ROI-EFESO)颁发的工业4.0中国奖“智能可持续奖项”。至此,宁德时代已有三家工厂获得智造领域的“诺贝尔奖”——“工业4.0奖”,是全球锂电行业唯一获奖者。据了解,ROI-EFESO工业4.0奖自
北极星电力软件网获悉,近日,厦门市碳足迹公共服务平台正式启动。该平台由厦门产权交易中心(厦门市碳和排污权交易中心)承建,是福建省首个碳足迹数字化认证平台。据悉,该平台首单完成了厦钨新能源三元材料产品的碳足迹认证。三元正极材料是锂离子电池中的一种关键材料,主要出口到欧盟。经厦门产权
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!