Qual é o melhor para NMC, NCA e LFP bateria, carbonato de lítio ou hidróxido de lítio?

| Jerry Huang

Como EV global, HEV, mercados PHEV & energia mercados de armazenamento continuam a crescer, a indústria da bateria de iões de lítio é levada a lança, assim, que consomem grandes volumes de carbonato de lítio e hidróxido de lítio hoje. Mas o que é melhor para NMC / NCA e LFP bateria, carbonato de lítio ou hidróxido de lítio? Vamos dar uma olhada em algumas comparações entre estes dois sais de lítio e seu desempenho no processo de produção da bateria.

Comparação de Estabilidade - O Níquel Manganês cobalto (NMC) material catódico preparado com carbonato de lítio tem uma capacidade de descarga específica de 165mAh / g, com uma taxa de retenção de capacidade de 86% em ciclo 400, enquanto materiais de bateria preparada com hidróxido de lítio tem uma descarga específica capacidade de 171mAh / g, com uma taxa de retenção de capacidade de 91% de alta no ciclo 400. Como a vida de ciclo aumenta, a curva completa círculo-vida é mais suave, e o desempenho de carga e descarga é mais estável com o material processado a partir de hidróxido de lítio do que aqueles tratados a partir de carbonato de lítio. Além disso, o último tem um desvanecimento capacidade rápida depois de cerca de 350 ciclos. Os produtores de óxidos de lítio alumínio níquel cobalto (NCA) da bateria, tais como a Panasonic, Tesla e LG Chem, têm sido utilizando hidróxido de lítio como a sua fonte de lítio.

Comparação da temperatura de sinterização - A sinterização é um passo muito importante na preparação de materiais de cátodo NMC / NCA. A temperatura de sinterização tem um impacto significativo sobre a capacidade, a eficiência e o desempenho do ciclo do material, e que também tem algum impacto sobre resíduo de sal de lítio e o nível de pH do material. A pesquisa mostrou que quando o hidróxido de lítio é utilizado como a fonte de lítio, uma baixa temperatura de sinterização é suficiente para se obter materiais com excelente desempenho electroquímico; enquanto se carbonato de lítio é usado, a temperatura de sinterização deve ser de 900 + ℃ a obtenção de materiais com desempenho electroquímico estável.

Parece que o hidróxido de lítio é melhor do que o carbonato de lítio como a fonte de lítio. Enquanto na verdade, carbonato de lítio é também muitas vezes usado na produção de materiais de cátodo e NMC bateria LFP. Por quê? O teor de lítio de hidróxido de lítio flutua mais do que o carbonato de lítio, e hidróxido de lítio é mais corrosivo do que o carbonato de lítio. Por conseguinte, um grande número de fabricantes tendem a utilizar carbonato de lítio para a produção de materiais de cátodo e NMC bateria LFP.

Então, carbonato de lítio é o vencedor? Ainda não.

Comuns materiais de cátodo e NMC bateria LFP tendem a utilização de carbonato de lítio, enquanto Ni-ricos NMC / NCA materiais de cátodo são a favor de hidróxido de lítio. As razões descansar exatamente sobre o seguinte:

O material de Ni-rico NMC / NCA requer uma baixa temperatura de sinterização, caso contrário irá causar baixa densidade de tap e baixa taxa de carga e de descarga da bateria sobre o desempenho. Por exemplo, NCM811 precisa de ser controlada menor do que 800 ℃, e NCM90505 necessita que seja a cerca de 740 ℃.

Quando se verificar o ponto de estes dois sais de lítio de fusão, vamos encontrar carbonato de lítio sendo 720 ℃, enquanto hidróxido de lítio mono-hidratado sendo apenas 471 ℃. Um outro factor é que, durante o processo de síntese, o hidróxido de lítio fundido pode ser uniformemente e completamente misturado com o precursor NMC / NCA, reduzindo assim resíduo lítio em superfícies, evitando a geração de monóxido de carbono e para melhorar a capacidade de descarga específica do material. Usando hidróxido de lítio também reduz a mistura de catiões e melhorar a estabilidade do ciclo. Assim, o hidróxido de lítio é uma escolha mosto para a produção de materiais de cátodo NCA. A Panasonic 18650 de iões de lítio bem conhecido utiliza hidróxido de lítio, como um exemplo. No entanto, a temperatura de sinterização de carbonato de lítio, muitas vezes tem de ser de 900 + ℃ como anteriormente discutido.

Apesar das razões acima, elevando o teor de níquel em baterias de iões de litio, a densidade de energia das baterias aumenta em conformidade, com menos de cobalto envolvidos e que traz um resultado importante do controlo de custos, ao mesmo tempo.

É bastante claro hoje, de pesquisadores de baterias de lítio-íon e fabricantes, que o carbonato de lítio é uma boa escolha para material de cátodo NMC comum e bateria LFP; enquanto hidróxido de lítio mono-hidrato de qualidade da bateria é preferível para Ni ricas em materiais de cátodo NMC / NCA.

Geralmente, cada baterias 1GWH Ni-rico NMC / NCA consomem cerca de 780 toneladas de hidróxido de lítio. Com o aumento da demanda destas baterias NMC / NCA, a demanda por hidróxido de lítio deverá aumentar substancialmente nos próximos cinco anos.

Poworks

Poworks é um profissional fabricante e fornecedor de compostos de lítio.

Arquivo