Quelle est la meilleure pour batterie NMC, NCA et LFP, carbonate de lithium ou de l'hydroxyde de lithium?

| Jerry Huang

Comme EV mondiale, HEV, marchés PHEV et les marchés de stockage de l'énergie continuent de croître, l'industrie de la batterie lithium-ion est entraîné à la flèche et qui consomment grand volume de carbonate de lithium et de l'hydroxyde de lithium aujourd'hui. Mais quel est le meilleur pour la batterie CNG / NCA et LFP, carbonate de lithium ou de l'hydroxyde de lithium? Jetons un coup d'oeil à quelques comparaisons entre ces deux sels de lithium et leurs performances dans le processus de production de la batterie.

Comparaison de stabilité - Le matériau de cathode Nickel Manganèse Cobalt (NMC) préparée avec du carbonate de lithium a une capacité de décharge spécifique de 165mAh / g, avec un taux de rétention de la capacité de 86% au cycle 400, tandis que les matériaux de batterie préparé avec de l' hydroxyde de lithium a une décharge spécifique capacité de 171mAh / g, avec un taux de rétention de la capacité de 91% au cycle de haute 400ème. Comme la durée de vie du cycle augmente, la courbe de pleine-cercle de vie est plus lisse, et la performance de charge et de décharge est plus stable avec le matériau traité à partir d'hydroxyde de lithium à ceux transformés à base de carbonate de lithium. En outre, cette dernière a un évanouissement dû à la capacité rapide après environ 350 cycles. Les producteurs de batterie au lithium nickel cobalt oxydes d'aluminium (NCA), tels que Panasonic, Tesla et LG Chem, ont longtemps été utilisant de l'hydroxyde de lithium comme source de lithium.

Comparaison de la température Frittage - sintérisation est une étape très importante dans la préparation des matériaux cathodiques NMC / NCA. La température de frittage a un impact significatif sur la capacité, l'efficacité et le rendement du cycle de la matière, et il a également certain impact sur les résidus de sel de lithium et le niveau de pH du matériau. La recherche a montré que, lorsque l'hydroxyde de lithium est utilisé en tant que source de lithium, une basse température de frittage est suffisante pour obtenir des matériaux ayant une excellente performance électrochimique; tandis que si le carbonate de lithium est utilisé, la température de frittage doit être de 900 + ℃ pour obtenir des matériaux avec des performances électrochimiques stables.

Il ressemble à ce que l'hydroxyde de lithium est mieux que le carbonate de lithium comme source de lithium. Alors qu'en réalité, le carbonate de lithium est également souvent utilisé dans la production de matériaux cathodiques NMC et batterie LFP. Pourquoi? La teneur en lithium de l'hydroxyde de lithium fluctue plus que le carbonate de lithium, et l'hydroxyde de lithium est plus corrosif que le carbonate de lithium. Par conséquent, un grand nombre de fabricants ont tendance à utiliser le carbonate de lithium pour la production de matériaux cathodiques NMC et batterie LFP.

Donc, le carbonate de lithium est le gagnant? Pas encore.

matériaux de cathode ordinaires et NMC batterie LFP ont tendance à utiliser le carbonate de lithium, tandis que Ni riches en matériaux cathodiques NMC / NCA sont en faveur de l'hydroxyde de lithium. Les motifs reposent exactement sur les points suivants:

Le matériau riche en Ni NMC / NCA nécessite une faible température de frittage, sinon il provoque une faible densité du robinet et un faible taux d'exécution de charge et décharge sur la batterie. Par exemple, NCM811 a besoin d'être contrôlé inférieure à 800 ℃ et NCM90505 il doit être à environ 740 ℃.

Lorsque nous vérifions le point de fusion de ces deux sels de lithium, nous trouverons le carbonate de lithium étant 720 ℃, tandis que l'hydroxyde de lithium monohydrate étant seulement 471 ℃. Un autre facteur est que, pendant le processus de synthèse, l'hydroxyde de lithium fondu peut être uniformément et complètement mélangé avec le précurseur de la CNG / NCA, réduisant ainsi les résidus de lithium sur des surfaces, évitant la production de monoxyde de carbone et d'améliorer la capacité de décharge spécifique du matériau. Utilisation de l'hydroxyde de lithium réduit également le mélange de cations et d'améliorer la stabilité du cycle. Ainsi, l'hydroxyde de lithium est un must choix pour la production de matériaux de cathode CNEDD. Le Panasonic 18650 Batterie au lithium-ion bien connue utilise l'hydroxyde de lithium, à titre d'exemple. Cependant, la température de frittage de carbonate de lithium doit souvent être 900 + ℃ tel que discuté précédemment.

Malgré les raisons ci-dessus, en augmentant la teneur en nickel dans les batteries au lithium-ion, la densité d'énergie de ces batteries augmente en conséquence, avec le cobalt moins impliqué et apporte un résultat important du contrôle des coûts en même temps.

Il est tout à fait clair aujourd'hui, des chercheurs de la batterie au lithium-ion et les fabricants, que le carbonate de lithium est un bon choix pour matériau de cathode ordinaire NMC et la batterie LFP; tandis que l'hydroxyde de lithium monohydraté qualité de la batterie est préférable pour les matériaux cathodiques NMC / NCA-Ni riches.

En général, toutes les batteries Ni riches 1GWh NMC / CNEDD consomment environ 780 tonnes d'hydroxyde de lithium. Avec la demande croissante de ces batteries NMC / CNEDD, la demande de l'hydroxyde de lithium devrait augmenter considérablement au cours des cinq prochaines années.

Poworks

Poworks est un fabricant et fournisseur professionnel de composés de lithium.

Archiver