镍钴铜废料 容百科技:前瞻技术研发助力企业未来竞争,下一代正极材料开发加速

2024-08-05 23:04:50发布    浏览49次    信息编号:81442

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镍钴铜废料 容百科技:前瞻技术研发助力企业未来竞争,下一代正极材料开发加速

对于领先企业来说,前瞻技术的早期研发和技术储备,直接关系到其能否在未来的竞争中立于不败之地。

作为国内高镍正极材料领域的独角兽,容百科技于3月22日成为科创板首家获准IPO的企业。在昨日的微信公众号中,高工锂电科技就容百在正极尤其是高镍正极方面的技术实力进行了分析。详情请点击《高镍三元材料应用 显露容百科技“技术王牌”》。

在下一代正极材料领域,容百还研发出了超高镍(镍含量高于90%)正极材料、高电压镍锰材料、固态电池正极材料、钠离子电池正极材料等新型材料。

提高电池能量密度是锂电池发展最重要的目标和方向之一,三元锂离子电池能量密度最高可达300Wh/kg,若要在2025年实现400Wh/kg能量密度的目标,则需要在电池材料体系、电池设计等方面做出改变。目前最有可能实现上述技术指标的电池体系是全固态电池技术。

全固态电池采用固态电解质替代有机液态电解质,大大提升了电池系统的安全性。同时固态电解质能更好地适配高能量密度的正负极材料(如金属锂),减轻系统重量,实现能量密度的同步提升。现有的三元正极材料并不适合直接用于全固态电池,需要对三元正极材料进行一定的改性。

除了电源领域,储能领域也是未来化学电源大规模应用的重要场景。储能电池要求安全性高、成本低、使用寿命长,现有的锂电池体系进一步大幅降价空间有限,需要寻找新的化学体系来满足该领域的成本要求。钠离子电池体系中,正极材料不仅不含锂,也不含价格较为昂贵的钴元素,可以大幅降低电池单体成本。

在此次公开发布的招股说明书中,容巴科技介绍了公司正极材料的技术储备以及针对未来不同市场的最新进展。

单晶

研究镍钴锰三元共沉淀控制结晶技术,制备元素共沉淀均匀、小颗粒分散性好的镍钴锰氢氧化物前驱体。研究单晶锂离子混合配比、掺杂元素及比例、气氛烧结、破碎、表面处理等工艺,开发高分散、高温循环、高安全性能的单晶产品。项目目前处于试生产阶段。

高能Ni88型

通过研究现有的控制结晶技术,制备出性能更优异的Ni88镍钴锰氢氧化物前驱体。通过研究锂的混合比、掺杂元素及比例、烧结温度、烧结气氛条件、表面处理等工艺,制备出能量密度更高、结构稳定、电化学性能优异的高镍(Ni≥88%)层状正极材料。目前项目处于中试阶段。

高能NCA

研究镍钴(铝)共沉淀控制结晶技术,制备元素共沉淀均匀、晶粒致密的球形氢氧化物前驱体。研究锂混合比、掺杂元素及配比、烧结温度、烧结气氛方法等工艺对材料结构和电化学性能的影响,制备高容量、结构稳定的正极材料。研究表面处理技术,包括洗涤、涂覆及后续热处理,降低材料的碱渣,提高循环和安全性能,研究大小颗粒共混技术,实现压实密度≥3.6g/cc(Ni≥88%)。目前,项目已投入试生产。

多元素高能量密度NCM

研究多元素共沉淀控制结晶技术,制备元素共沉淀均匀、晶粒生长特定的球形氢氧化物前驱体。研究锂混配比、掺杂元素及比例、烧结温度、烧结气氛条件等工艺,制备高容量、结构稳定的正极材料。研究表面处理技术,包括洗涤、涂覆及后续热处理,降低材料的碱渣,提高循环和安全性能,研究大小颗粒共混技术,实现压实密度≥3.6g/cc(Ni≥90%)。目前,该项目已实现小试。

高镍单晶Ni90

高镍单晶Ni90产品的开发,比第一代单晶Ni产品能量密度提高5%,设计成本降低10%。

研究镍钴锰三元共沉淀控制结晶技术,制备元素共沉淀均匀、小颗粒分散性好的镍钴锰氢氧化物前驱体。研究单晶Ni90锂混配、掺杂元素及比例、气氛烧结、破碎、表面处理等工艺,开发高分散、耐高温循环、高安全性能的单晶Ni90产品。目前项目已实现小试。

单晶镍钴锰酸锂三元正极材料

在公司现有高电压单晶材料生产技术基础上,进一步研究前驱体粒度、锂混合比、掺杂元素及比例、烧结温度、破碎方式、包覆元素及比例对材料结构和电化学性能的影响,制备出结构稳定、分散性好、循环寿命优异的高电压高镍单晶正极材料。目前该项目已实现试生产。

锂镍钴锰氧化物的高温烧结工艺

在公司现有镍钴锰氧化物烧结技术基础上,研究锂混合物及烧结温度、气氛、时间、装填量等,开发适合大规模工业化的高温烧结技术,满足高镍正极材料在能量密度、结构稳定性、电化学性能、安全性能等方面日益提高的要求。目前该项目已实现试生产。

锂镍钴锰氧化物正极材料元素掺杂技术

研究镍钴锰氧化物正极材料不同方法、元素、比例掺杂工艺,开发适合大规模产业化的均匀元素掺杂技术,提高高镍正极材料的结构稳定性、功率输出特性、高温循环寿命、安全性能。目前项目已实现中试生产。

锂镍钴锰氧化物的高温烧结工艺

公司在现有镍钴锰氧化物烧结技术基础上,对混锂烧结温度、气氛、时间、装填量等进行研究,开发出适合大规模产业化的高温烧结技术,满足高镍正极材料对能量密度、结构稳定性、电化学性能、安全性能日益提高的要求,目前该项目已实现试生产。

锂镍钴锰氧化物正极材料元素掺杂技术

研究镍钴锰酸锂正极材料不同方法、元素、比例掺杂工艺,开发适合规模产业化的均匀元素掺杂技术,提高高镍正极材料的结构稳定性、功率输出特性、高温循环寿命、安全性能。目前项目已实现试生产。

新型前驱体技术的开发

我们在中韩现有前驱体研发技术的基础上,整合国内外技术资源,全面掌握成分、均匀性、晶型、形貌、粒度及其分布精确控制的前驱体生产技术,进行前驱体晶粒的定向生长及制备工艺研究。

我们正在对均匀元素掺杂、梯度沉积、核壳结构等新技术进行深入研发,满足日益增长的功率型正极材料需求,目前项目已实现中试生产。

镍锰体系研究(涉及支持电解质的开发)

开发具有5V尖晶石结构和兼容电解质体系的正极材料,采用该类材料的电池体系具有

更高的能量密度(相比)和倍率性能,且正极材料成本较低(相当于NCM材料成本的35%)。

钠离子电池正极材料

开发成本低廉、电化学性能优异的钠离子电池体系及正负极材料;与电池相比,该电池体系成本降低约10-20%,且低温性能和高倍率性能更佳。

全固态电池正极材料

通过固态电池技术的研发,掌握适用于全固态电池体系的正极材料、固体电解质的生产技术。

检测技术优化

通过开发新的测试技术、更新现有的测试技术,分析前驱体和正极材料内部的微观结构,取代常规通过充放电来测试电池循环寿命的方法,并建立数据库来快速判断和评估循环性能,从而提高研究水平和新产品开发速度。

研发电池正极废弃物回收利用技术

废旧锂离子电池中钴、锂、镍、铝、铜等价格较高,部分金属资源稀缺,开展金属资源回收利用,确保湿法回收率≥98%,降低原料成本,减少环境危害。

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