AC6754 LiNiCoMnO2 (NCM111) Beidseitig beschichtete Aluminiumfolie

LiNiCoMnO2 (NCM111) Doppelseitig beschichtete Aluminiumfolie Beschreibung

Die doppelseitig beschichtete LiNiCoMnO2 (NCM111)-Aluminiumfolie ist ein Verbundelektrodenmaterial, das für Hochleistungs-Lithium-Ionen-Batterien entwickelt wurde. Es zeichnet sich durch seine doppelseitige Architektur aus, die eine einheitliche NCM111 (LiNiCoMnO2)-Kathodenschicht auf beiden Oberflächen eines Aluminiumfoliensubstrats integriert. Die in der Regel 10-20 μm dicke Aluminiumfolie dient als hochleitfähiger Stromkollektor mit niedrigem spezifischen Widerstand (~2,65×10^-8 Ω-m) und robuster mechanischer Festigkeit (>150 MPa Zugfestigkeit), der die strukturelle Integrität während des Kalandrierens der Elektrode und der Zellmontage gewährleistet. Jede NCM111-Beschichtung mit einer Dicke von 50-150 μm besteht aus einem ausgewogenen Übergangsmetalloxid (Ni: Co: Mn = 1:1:1), das in einer geschichteten α-NaFeO2-Struktur (Raumgruppe *R-3m*) kristallisiert, die eine reversible Lithium-Ionen-Interkalation mit minimaler Gitterdehnung (~1-2%) und stabiler Zyklusleistung ermöglicht.

Das beidseitige Beschichtungsverfahren umfasst eine präzise Aufschlämmung mit Schlitzdüsen- oder Rakeltechniken, gefolgt von Trocknung und Kalandrierung unter kontrolliertem Druck (5-10 MPa), um eine hohe Elektrodendichte (≥3,4 g/cm3) und eine gleichmäßige Verteilung des aktiven Materialszu erreichen. Durch diese Konfiguration verdoppelt sich die aktive Oberfläche im Vergleich zu einseitigen Designs, was die Energiedichte (~320 mAh/g pro Elektrode bei 0,1C) deutlich erhöht und gleichzeitig einen effizienten Elektronentransport über das Aluminiumsubstrat gewährleistet. Die NCM111-Schichten sind mit leitfähigen Additiven (z. B. 3-5 Gew.-% Ruß) und PVDF-Bindemitteln formuliert, um die elektronische Perkolation und Adhäsion zu optimieren, den Ladungstransferwiderstand an der Grenzfläche zu verringern und hohe Raten zu ermöglichen (z. B. 130 mAh/g bei 2 °C).

Die thermische Stabilität wird durch die Sauerstoffrückhalteeigenschaften des Materials gewährleistet, mit Zersetzungstemperaturen von über 200 °C in inerter Atmosphäre, und Oberflächenmodifikationen wie Spurendotierungen (z. B. Al, Mg) mindern den Sauerstoffverlust während des Hochspannungsbetriebs (bis zu 4,5 V). Das symmetrische Beschichtungsdesign minimiert Biegespannungen und Delaminationsrisiken beim Stapeln oder Wickeln der Elektroden, während die korrosionsbeständige Oberfläche der Aluminiumfolie den oxidativen Abbau in organischen Elektrolyten verhindert. Fortschrittliche Qualitätskontrollmaßnahmen, einschließlich Laserdickenüberwachung und Schälfestigkeitsprüfung, gewährleisten die Gleichmäßigkeit der Beschichtung (±1,5 μm Toleranz) und die mechanische Beständigkeit (>2,0 N/cm Haftfestigkeit), die für die Herstellung von Batterien in großem Maßstab entscheidend sind. Diese doppelseitige Architektur bietet ein ausgewogenes Verhältnis zwischen hoher Energiedichte, mechanischer Belastbarkeit und elektrochemischer Effizienz und positioniert sie als vielseitige Plattform für Energiespeichertechnologien der nächsten Generation.

LiNiCoMnO2 (NCM111) Doppelseitig beschichtete Aluminiumfolie Anwendungen

1. Elektrofahrzeuge (EVs): NCM-basierte Lithium-Ionen-Batterien dominieren aufgrund ihrer hohen spezifischen Kapazität (~250 mAh/g) und Energiedichte (>400 Wh/kg) die Stromversorgungssysteme von Elektrofahrzeugen. Varianten mit hohem Nickelgehalt wie NCM811 (LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2) erhöhen die Reichweite, erfordern jedoch eine Stabilisierung durch Oberflächenmodifikationen (z. B. Natriumphytat-Beschichtungen) und Elementdotierung (z. B. Ti, Mg, Nb), um thermische Risiken zu mindern. Modifizierte NCM811-Zellen weisen eine 45%ige Erhöhung der Temperatur des thermischen Durchgehens auf (125,9°C→184,8°C) und behalten nach 500 Zyklen 95% ihrer Kapazität bei. Recycelte NCM111-Materialien erreichen eine Kapazitätserhaltung von 70 % über 11.600 Zyklen und übertreffen damit die kommerziellen Gegenstücke.

2. Energiespeichersysteme (ESS): NCM-Materialien sind entscheidend für die Speicherung im Netz und die Integration erneuerbarer Energien. Lithiumreiche Varianten auf Manganbasis (z. B. Li1.2Ni0.2Mn0.6O2) liefern Kapazitäten von über 250 mAh/g und Energiedichten von 400 Wh/kg. Eine optimierte Verdichtungsdichte(≥3,0 g/cm3) und Beschichtungen wie LiYO2 verbessern die strukturelle Integrität und ermöglichen stabile Zyklen in groß angelegten ESS-Anwendungen.

3. Unterhaltungselektronik: Hochspannungs-NCM-Varianten (bis zu 4,9 V) mit Beschichtungen aus Ceroxid (CeO2) unterdrücken die Freisetzung von Sauerstoff und die Zersetzung des Elektrolyten und verlängern so die Lebensdauer der Batterien in Smartphones, Laptops und Wearables. Diese Beschichtungen stabilisieren die Zyklen bei extremen Spannungen und behalten nach 200 Zyklen eine Kapazität von über 80 %.

4. Batterie-Recycling und Upcycling: Durch Recycling in einem geschlossenen Kreislauf wird NCM aus verbrauchten Batterien regeneriert und übertrifft dabei oft die Leistung von Neumaterialien. 11.600 Zyklen mit 70 % Kapazitätserhalt erreicht recyceltes NCM111. Upcyceltes LiCoO2 wandelt sich in einkristallines NCM111 um und liefert 159 mAh/g (0,1C) und 82,1 % Kapazitätserhalt nach 200 Zyklen.

5. Leistungsstarke Geräte: Nanostrukturierte NCM-Materialien (z. B. walnussförmige Nanoblätter) verbessern die Lithium-Ionen-Diffusion und erreichen 131,23 mAh/g bei 10C für Elektrowerkzeuge und Hybridfahrzeuge. Die Ammoniumsulfat-unterstützte Synthese optimiert die Porenstrukturen und verbessert die Ratenfähigkeit und Zyklenstabilität.

6. Superkondensatoren und Hybridsysteme: Von NCM abgeleitete Heterostrukturen (z. B. NiCo-MOF@MnO2/AC-Elektroden) ermöglichen asymmetrische Superkondensatoren mit hoher spezifischer Kapazität (15,2 F/cm2) und Energiedichte (1,191 mWh/cm2), die die Lücke zwischen Kondensatoren und Batterien für eine schnelle Energiebereitstellung schließen.

LiNiCoMnO2 (NCM111) Doppelseitig beschichtete Aluminiumfolie Verpackung

Unsere Produkte werden in kundenspezifischen Kartons verschiedener Größen verpackt, die auf den Materialabmessungen basieren. Kleine Artikel werden sicher in PP-Kartons verpackt, während größere Artikel in maßgefertigte Holzkisten gelegt werden. Wir sorgen für die strikte Einhaltung der Verpackungsanpassung und die Verwendung geeigneter Polstermaterialien, um einen optimalen Schutz während des Transports zu gewährleisten.

Verpackung: Karton, Holzkiste, oder kundenspezifisch.

Bitte sehen Sie sich die Verpackungsdetails zu Ihrer Information an.

Herstellungsprozess

1)Prüfverfahren

(1)Analyse der chemischen Zusammensetzung - Verifiziert mit Techniken wie GDMS oder XRF, um die Einhaltung der Reinheitsanforderungen zu gewährleisten.

(2)Prüfung der mechanischen Eigenschaften - Umfasst Zugfestigkeit, Streckgrenze und Dehnungstests zur Bewertung der Materialleistung.

(3)Maßprüfung - Misst Dicke, Breite und Länge, um die Einhaltung der vorgegebenen Toleranzen zu gewährleisten.

(4)Prüfung der Oberflächenqualität - Überprüfung auf Defekte wie Kratzer, Risse oder Einschlüsse durch Sicht- und Ultraschallprüfung.

(5)Härteprüfung - Bestimmung der Materialhärte zur Bestätigung der Gleichmäßigkeit und mechanischen Zuverlässigkeit.

Detaillierte Informationen entnehmenSie bitte den SAM-Prüfverfahren.

LiNiCoMnO2 (NCM111) Beidseitig beschichtete Aluminiumfolie FAQ

Q1. Warum wird NCM für Hochenergieanwendungen bevorzugt?

NCM bietet eine hohe Energiedichte (>400 Wh/kg) und anpassbare elektrochemische Eigenschaften. NCM811 liefert beispielsweise eine Kapazität von ~250 mAh/g, was ideal für Elektrofahrzeuge (EVs) ist. Fortschrittliche Modifikationen, wie Natriumphytat-Beschichtungen, verbessern die thermische Stabilität und verzögern das thermische Durchgehen um 45 % (von 125,9 °C auf 184,8 °C).

Q2. Was sind die Herausforderungen bei hochnickelhaltigen NCM?

Ein hoher Nickelgehalt (z. B. NCM811) erhöht die Energiedichte, birgt aber die Gefahr von Sauerstoffverlusten bei hohen Spannungen (>4,5 V), die zu Phasenübergängen und Mikrorissen führen. Zu den Lösungen gehören hochentropische Dotierungen (Ti, Mg, Nb) zur Verringerung der Dehnung (<0,5 %) und Beschichtungen zur Unterdrückung der Sauerstoffabgabe.

Q3. Welche zukünftigen Fortschritte sind zu erwarten?

Kobaltfreie Konstruktionen: Verwendung von Al oder seltenen Erden zur Kostensenkung.

Ultra-Hochspannung: Stabiler Betrieb bis zu 4,9 V mit fortschrittlichen Elektrolyten.

Hybride Systeme: NCM-basierte Superkondensatoren für schnelle Energiebereitstellung.