Mana yang lebih baik untuk NMC, NCA dan LFP baterai, lithium karbonat atau lithium hidroksida?

| Jerry Huang

Seperti EV global, HEV, pasar PHEV & energi pasar storage terus tumbuh, industri baterai lithium ion didorong booming juga, yang mengkonsumsi volume besar lithium karbonat dan lithium hidroksida hari ini. Tapi mana yang lebih baik untuk NMC / NCA dan LFP baterai, lithium karbonat atau lithium hidroksida? Mari kita lihat beberapa perbandingan antara dua garam lithium ini dan kinerja mereka dalam proses produksi baterai.

Perbandingan Stabilitas - Nikel Mangan Cobalt (NMC) bahan katoda siap dengan lithium karbonat memiliki kapasitas debit spesifik 165mAh / g, dengan tingkat retensi kapasitas 86% pada siklus 400, sedangkan bahan baterai siap dengan lithium hidroksida memiliki debit tertentu kapasitas 171mAh / g, dengan tingkat retensi kapasitas 91% tinggi pada siklus 400. Seperti siklus hidup meningkat, kurva kehidupan-lingkaran penuh adalah halus, dan biaya dan debit kinerja lebih stabil dengan bahan yang diproses dari lithium hidroksida daripada yang diolah dari lithium karbonat. Selain itu, yang terakhir memiliki memudar kapasitas yang cepat setelah sekitar 350 siklus. Produsen Lithium Nikel Cobalt Aluminium oksida (NCA) baterai, seperti Panasonic, Tesla dan LG Chem, telah lama menggunakan lithium hidroksida sebagai sumber lithium mereka.

Perbandingan suhu sintering - Sintering adalah langkah yang sangat penting dalam penyusunan bahan katoda NMC / NCA. Suhu sintering memiliki dampak signifikan pada kapasitas, efisiensi dan kinerja siklus materi, dan juga memiliki dampak tertentu pada residu lithium garam dan tingkat pH material. Penelitian telah menunjukkan bahwa ketika lithium hidroksida digunakan sebagai sumber lithium, rendah suhu sintering cukup untuk memperoleh bahan dengan kinerja elektrokimia yang sangat baik; sedangkan jika lithium karbonat digunakan, suhu sintering harus 900 + ℃ untuk memperoleh bahan dengan kinerja elektrokimia yang stabil.

Sepertinya itu lithium hidroksida lebih baik daripada lithium karbonat sebagai sumber lithium. Sementara sebenarnya, lithium karbonat juga sering digunakan dalam produksi bahan katoda NMC dan baterai LFP. Mengapa? Isi lithium litium hidroksida berfluktuasi lebih dari lithium karbonat, dan lithium hidroksida lebih korosif dari lithium karbonat. Oleh karena itu banyak produsen cenderung menggunakan lithium karbonat untuk produksi bahan katoda NMC dan baterai LFP.

Jadi lithium karbonat adalah pemenangnya? Belum.

Biasa NMC bahan katoda dan baterai LFP cenderung menggunakan lithium karbonat, sedangkan Ni-kaya NMC / NCA bahan katoda yang mendukung lithium hidroksida. Alasan beristirahat tepat pada berikut:

Bahan Ni-kaya NMC / NCA membutuhkan rendah suhu sintering, selain itu akan menyebabkan kepadatan tap rendah dan tingkat rendah dari biaya & debit kinerja pada baterai. Misalnya, NCM811 perlu untuk dikontrol lebih rendah dari 800 ℃, dan NCM90505 perlu untuk menjadi sekitar 740 ℃.

Ketika kami memeriksa titik leleh dua garam lithium ini, kita akan menemukan lithium karbonat menjadi 720 ℃, sedangkan lithium hidroksida monohidrat menjadi hanya 471 ℃. Faktor lain adalah bahwa, selama proses sintesis, lithium hidroksida cair dapat merata dan sepenuhnya dicampur dengan prekursor NMC / NCA, sehingga mengurangi residu lithium pada permukaan, menghindari generasi karbon monoksida dan meningkatkan kapasitas debit spesifik materi. Menggunakan lithium hidroksida juga mengurangi kation pencampuran dan meningkatkan stabilitas siklus. Jadi lithium hidroksida adalah suatu keharusan-pilihan untuk produksi bahan katoda NCA. Terkenal Panasonic 18650 Lithium ion baterai menggunakan lithium hidroksida, sebagai contoh. Namun, suhu sintering lithium karbonat sering harus 900 + ℃ sebagai dibahas sebelumnya.

Meskipun alasan di atas, dengan menaikkan kandungan nikel dalam baterai lithium ion, kepadatan energi dari baterai ini meningkat sesuai, dengan kurang kobalt yang terlibat dan itu membawa hasil yang penting dari pengendalian biaya pada saat yang sama.

Hal ini sangat jelas hari ini, dari para peneliti baterai lithium-ion dan produsen, yang lithium karbonat adalah pilihan yang baik untuk bahan katoda NMC biasa dan baterai LFP; sementara lithium hidroksida monohidrat kualitas baterai adalah lebih untuk bahan katoda Ni-kaya NMC / NCA.

Umumnya, setiap 1GWH Ni-kaya NMC / NCA baterai mengkonsumsi sekitar 780 ton lithium hidroksida. Dengan meningkatnya permintaan dari baterai NMC / NCA ini, permintaan untuk lithium hidroksida diperkirakan akan meningkat secara substansial dalam lima tahun mendatang.