وصف قرص كاثود القطب الكهربي المغلف أحادي الجانب LiNiCoMnO2 (NCM811)
إن قرص القطب الكهربي الكاثود المغلف أحادي الجانب LiNiCoMnO2 (NCM811) هو مادة كاثود مستخدمة على نطاق واسع في بطاريات الليثيوم أيون، والمعروف بكثافة الطاقة العالية والأداء الكهروكيميائي الممتاز. وتتكون المادة النشطة من أكسيد الليثيوم والنيكل والكوبالت والمنغنيز والنيكل والكوبالت بنسبة تركيب 8:1:1، مما يوفر محتوى أعلى من النيكل مقارنةً بنماذج NCM الأخرى، مما يؤدي إلى زيادة السعة وإنتاج الطاقة. يتم تطبيق الطلاء أحادي الجانب على ركيزة من رقائق الألومنيوم بسماكة تتراوح عادةً بين 15 و20 ميكرون تقريبًا، والتي تعمل كمجمع للتيار. ويتراوح سمك الطبقة المطلية عادةً من 60 إلى 80 ميكرون، وهو سمك محسّن لتحقيق التوازن بين السعة والاستقرار الميكانيكي.
تُظهر هذه المادة سعة محددة عالية، عادةً ما تكون حوالي 190-200 مللي أمبير/غرام، عند تدويرها بين 3.0 فولت و4.3 فولت مقابل Li/Li⁺ بمعدلات تفريغ منخفضة (0.1C). ويسهل هيكلها البلوري متعدد الطبقات عملية التكثيف البيني وإزالة التكثيف البيني الفعال لليثيوم أيون، مما يساهم في قدرتها العالية وقدرتها على تحقيق معدل جيد. يعزز محتوى النيكل المتزايد من كثافة الطاقة ولكنه يتطلب إدارة دقيقة للاستقرار الحراري ومتانة ركوب الدراجات. ولمعالجة ذلك، يُظهر القطب السالب NCM811 استقرارًا حراريًا محسنًا مقارنةً بالمواد السابقة التي تحتوي على نسبة عالية من النيكل ويحافظ على الاحتفاظ بالقدرة على مدى فترة طويلة من التدوير.
تتضمن تركيبة القطب الكهربائي عادةً كمية صغيرة من الكربون الموصل (على سبيل المثال، Super P) والمواد الرابطة (على سبيل المثال، PVDF) لضمان التوصيل الكهربائي الجيد والسلامة الميكانيكية. وبشكل عام، يعتبر قرص القطب الكهربي الأحادي الجانب المطلي بالكاثود NCM811 مادة متقدمة معتمدة على نطاق واسع في السيارات الكهربائية والإلكترونيات المحمولة وأنظمة تخزين الطاقة نظرًا لأدائه العالي وكثافة الطاقة وفعاليته النسبية من حيث التكلفة مقارنةً بالكاثودات الغنية بالكوبالت.
تطبيقات قرص القطب الكاثود الكهربائي المغلف أحادي الجانب LiNiCoMnO2 (NCM811)
تُستخدمأقراص القطب الكاثود الأحادي الجانب المغلفة بالكاثود LiNiCoMnO2 (NCM811) في المقام الأول في بطاريات الليثيوم أيون عالية الطاقة للسيارات الكهربائية، حيث تساعد قدرتها العالية وكثافة الطاقة على إطالة مدى القيادة. كما أنها تُستخدم على نطاق واسع في الأجهزة الإلكترونية المحمولة مثل الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة اللوحية نظرًا لأدائها المستقر في التدوير وتصميمها خفيف الوزن. بالإضافة إلى ذلك، تُستخدم هذه الكاثودات في أنظمة تخزين الطاقة لتكامل الطاقة المتجددة واستقرار الشبكة، مستفيدة من عمر دورتها الطويل وخصائص السلامة. وبشكل عام، تُفضَّل كاثودات NCM811 في التطبيقات التي تتطلب طاقة عالية وعمر بطارية طويل وتخزين طاقة فعال.
تغليف قرص كاثود القطب الكهربائي المغلف أحادي الجانب LiNiCoMnO2 (NCM811)
يتم تعبئة منتجاتنا في علب كرتونية مخصصة بأحجام مختلفة بناءً على أبعاد المواد. يتم تعبئة العناصر الصغيرة بشكل آمن في صناديق PP، بينما يتم وضع العناصر الأكبر حجمًا في صناديق خشبية مخصصة. نضمن الالتزام الصارم بتخصيص التغليف واستخدام مواد توسيد مناسبة لتوفير الحماية المثلى أثناء النقل.
التغليف: كرتون أو صندوق خشبي أو حسب الطلب.
يرجى مراجعة تفاصيل التغليف المقدمة للرجوع إليها.
عملية التصنيع
1.طريقة الاختبار
(1)تحليل التركيب الكيميائي - يتم التحقق منه باستخدام تقنيات مثل GDMS أو XRF لضمان الامتثال لمتطلبات النقاء.
(2)اختبار الخواص الميكانيكية - يشمل اختبارات قوة الشد وقوة الخضوع والاستطالة لتقييم أداء المواد.
(3)فحص الأبعاد - يقيس السماكة والعرض والطول لضمان الالتزام بالتفاوتات المحددة.
(4)فحص جودة السطح - التحقق من وجود عيوب مثل الخدوش أو الشقوق أو الشوائب من خلال الفحص البصري والفحص بالموجات فوق الصوتية.
(5)اختبار الصلابة - يحدد صلابة المواد لتأكيد التوحيد والموثوقية الميكانيكية.
يرجى الرجوع إلى إجراءات اختبارSAM للحصول على معلومات مفصلة.
الأسئلة الشائعة حول قرص القطب الكاثود المغلف أحادي الجانب LiNiCoMnO2 (NCM811)
Q1. لماذا يستخدم محتوى النيكل العالي في NCM؟
تزيد المتغيرات عالية النيكل (على سبيل المثال، NCM811) من كثافة الطاقة (حوالي 250 مللي أمبير/غرام) ولكنها تواجه تحديات مثل فقدان الأكسجين عند الفولتية العالية (>4.5 فولت) والتدهور الهيكلي. تخفف الابتكارات مثل الطلاء السطحي (على سبيل المثال، فيتات الصوديوم) والتطعيم (على سبيل المثال، Ti وMg) من هذه المشاكل، مما يحسن الاستقرار الحراري وعمر الدورة.
Q2. كيف يمكن لبطارية NCM تعزيز سلامة البطارية؟
تعمل التعديلات مثل طلاءات فيتات الصوديوم على تأخير درجات حرارة بداية الهروب الحراري بنسبة 45% (125.9 درجة مئوية ← 184.8 درجة مئوية)، بينمايقلل التطعيم عالي الاستقطاب من إجهاد الشبكة (<0.5%) لمنع التشققات. تضمن هذه الاستراتيجيات السلامة الهيكلية حتى في ظل الظروف القاسية.
Q3. كيف يمكن مقارنة NCM بكاثودات LFP أو LCO؟
توفر NCM كثافة طاقة أعلى من فوسفات حديد الليثيوم (LFP) ولكنها تتطلب استقرارًا من أجل السلامة. وبالمقارنة مع أكسيد الكوبالت الليثيوم (LCO)، فإنه يقلل من الاعتماد على الكوبالت والتكاليف مع الحفاظ على الأداء.
معلومات ذات صلة
1-طرق التحضير الشائعة
يبدأ تحضير أقراص القطب الكهربي الأحادي الجانب المطلي بالنيكل والكوبالت والمنغنيز LiNiCoMnO2 (NCM811) بتخليق المادة النشطة NCM811، التي يتم إنتاجها عادةً من خلال طريقة الترسيب المشترك حيث يتم خلط أملاح النيكل والكوبالت والمنغنيز بنسبة مولارية 8:1:1 لتشكيل سلائف هيدروكسيد. ثم يتم غسل هذه السليفة جيدًا وتجفيفها وتكلس في درجات حرارة عالية، تتراوح عادةً بين 700 درجة مئوية و900 درجة مئوية، في وجود مصادر الليثيوم مثل كربونات الليثيوم لتشكيل هيكل الأكسيد النهائي متعدد الطبقات. بعد عملية التوليف، يتم خلط مسحوق NCM811 مع إضافات الكربون الموصلة ومادة رابطة مثل فلوريد البولي فينيل الدين (PVDF) في مذيب مناسب مثل N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) لإنشاء ملاط متجانس. يتم بعد ذلك طلاء هذا الملاط على جانب واحد من مجمّع تيار رقائق الألومنيوم باستخدام تقنيات مثل طلاء شفرة الطبيب أو طلاء القالب ذي الفتحة. يتم تجفيف الرقاقة المغلفة لإزالة المذيب، ثم يتم تقويمها لتعزيز كثافة طبقة القطب الكهربائي والتصاقها. وأخيرًا، يتم قطع الرقاقة المغلفة أو ثقبها في أقراص بالحجم المطلوب، وتكون جاهزة للتجميع في خلايا بطارية ليثيوم أيون. تضمن هذه العملية تمتع القطب السالب بالقوة الميكانيكية المثلى والتوصيل الكهربائي والأداء الكهروكيميائي المناسب لتطبيقات البطاريات عالية السعة.
