Mana satu yang lebih baik untuk NMC, NCA dan LFP bateri, litium karbonat atau litium hidroksida?

| Jerry Huang

Sebagai EV global, HEV, pasaran PHEV & tenaga pasaran simpanan terus berkembang, industri bateri ion litium sentiasa bergerak ke arah ledakan juga, yang mengambil jumlah besar litium karbonat dan litium hidroksida hari ini. Tetapi mana satu yang lebih baik untuk NMC / NCA dan LFP bateri, litium karbonat atau litium hidroksida? Mari kita lihat beberapa perbandingan antara kedua-dua garam litium dan prestasi mereka dalam proses pengeluaran bateri.

Perbandingan Kestabilan - The Nikel Mangan Cobalt (NMC) bahan katod disediakan dengan litium karbonat mempunyai kapasiti pelepasan tertentu 165mAh / g, dengan kadar pengekalan kapasiti sebanyak 86% pada kitaran 400, manakala bahan-bahan bateri disediakan dengan litium hidroksida yang mengeluarkan lelehan tertentu kapasiti 171mAh / g, dengan kadar pengekalan kapasiti sebanyak 91% tinggi pada kitaran 400th. Sebagai kitaran hidup meningkat, keluk kehidupan bulatan penuh adalah lebih lancar, dan prestasi caj dan pelepasan adalah stabler dengan bahan yang diproses daripada litium hidroksida daripada yang diproses daripada litium karbonat. Di samping itu, yang kedua mempunyai kapasiti pudar pesat selepas kira-kira 350 kitaran. Pengeluar oksida litium Nikel Cobalt Aluminum (NCA) bateri, seperti Panasonic, Tesla dan LG Chem, telah lama menggunakan litium hidroksida sebagai sumber litium mereka.

Perbandingan suhu pensinteran - Pensinteran adalah langkah yang sangat penting dalam penyediaan bahan katod NMC / NCA. Suhu pensinteran mempunyai kesan yang besar ke atas keupayaan, kecekapan dan prestasi kitaran bahan, dan ia juga mempunyai kesan tertentu ke atas baki litium garam dan tahap pH bahan. Penyelidikan telah menunjukkan bahawa apabila litium hidroksida digunakan sebagai sumber litium, yang rendah pensinteran suhu cukup untuk mendapatkan bahan-bahan dengan prestasi elektrokimia yang sangat baik; manakala jika litium karbonat digunakan, suhu pensinteran telah menjadi 900 + ℃ untuk mendapatkan bahan dengan prestasi elektrokimia stabil.

Ia kelihatan seperti itu hidroksida litium adalah lebih baik daripada litium karbonat sebagai sumber litium. Walaupun sebenarnya, litium karbonat juga sering digunakan dalam pengeluaran bahan katod NMC dan bateri LFP. Mengapa? Kandungan litium litium hidroksida turun naik lebih daripada litium karbonat, dan litium hidroksida adalah lebih menghakis daripada litium karbonat. Oleh itu banyak pengeluar cenderung untuk menggunakan karbonat litium untuk pengeluaran bahan-bahan katod NMC dan bateri LFP.

Jadi karbonat litium adalah pemenang? Belum lagi.

Biasa bahan katod NMC dan bateri LFP cenderung untuk penggunaan litium karbonat, manakala Ni yang kaya dengan bahan-bahan katod NMC / NCA adalah memihak kepada litium hidroksida. Sebab berehat betul-betul pada yang berikut:

Bahan Ni kaya NMC / NCA memerlukan rendah pensinteran suhu, jika tidak ia akan menyebabkan ketumpatan paip yang rendah dan kadar rendah caj & pelepasan prestasi bateri. Sebagai contoh, NCM811 memerlukannya untuk dikawal lebih rendah daripada 800 ℃, dan NCM90505 memerlukannya untuk menjadi kira-kira 740 ℃.

Apabila kita memeriksa takat lebur daripada dua garam litium, kita akan mendapati lithium karbonat yang berada 720 ℃, manakala litium hidroksida monohydrate yang hanya 471 ℃. Faktor lain adalah bahawa, semasa proses sintesis, litium hidroksida lebur boleh menjadi sama rata dan sepenuhnya bercampur dengan pelopor NMC / NCA, sekali gus mengurangkan sisa lithium pada permukaan, tanpa menghasilkan karbon monoksida dan meningkatkan kapasiti pelepasan tertentu bahan. Menggunakan litium hidroksida juga mengurangkan kation pencampuran dan meningkatkan kestabilan kitaran. Oleh itu hidroksida litium adalah mesti pilihan bagi pengeluaran bahan-bahan katod NCA. terkenal Panasonic 18650 Lithium ion bateri menggunakan litium hidroksida, sebagai contoh. Walau bagaimanapun, suhu pensinteran litium karbonat sering mempunyai untuk menjadi 900 + ℃ seperti yang dibincangkan sebelum ini.

Walaupun sebab-sebab di atas, dengan menaikkan kandungan nikel dalam bateri ion litium, ketumpatan tenaga bateri ini meningkat dengan sewajarnya, dengan kurang kobalt yang terlibat dan ia membawa hasil yang penting dalam kawalan kos pada masa yang sama.

Ia cukup jelas hari ini, daripada penyelidik bateri lithium-ion dan pengeluar, yang lithium karbonat adalah pilihan yang baik untuk biasa NMC bahan katod dan bateri LFP; manakala litium hidroksida monohydrate kualiti bateri adalah lebih baik untuk Ni yang kaya dengan bahan-bahan katod NMC / NCA.

Secara umumnya, setiap bateri 1GWH Ni kaya NMC / NCA mengambil kira-kira 780 tan litium hidroksida. Dengan permintaan yang semakin meningkat ini bateri NMC / NCA, permintaan untuk litium hidroksida dijangka meningkat dengan ketara dalam tempoh lima tahun akan datang.