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慧正资讯,LG化学称正在按照计划推进100%高镍单晶正极材料的生产和市场应用。自2023年6月,LG化学韩国清州工厂开始量产新一代电池用高镍单晶正极材料,首批产品于7月开始向全球客户供应。在量产初期将单晶正极材料和现有多晶正极材料以2:8的比例进行混合生产,再循序渐进地推进100%的单晶正极材料。适用产品也逐渐扩大至软包型、4680圆柱型电池(直径46mm,长度80mm)等。
随着新能源市场的飞速发展,人们对于高性能电池的需求不断攀升。因此,电池材料领域也迎来了技术改革创新的浪潮。其中,正极材料作为锂离子电池的能量来源,决定着电池的效率和性能。LG化学称,使用耐久性高的单晶正极材料,电池的使用寿命也会延长30%以上。LG化学计划到2027年,将单晶正极材料生产线扩展至韩国龟尾工厂,总生产规模扩大到年产5万吨以上。LG化学计划到2030年,将电池材料的销售额提升至30万亿韩元。
为何LG化学如此推崇被称作新一代电池材料的高镍单晶正极材料?为何LG化学将克服现有电池存在的缺点以及突破传统电池材料的局限性,进而改善电池容量、寿命和生产价格的解决方案,聚焦在高镍单晶正极材料之上?
本文将引用LG化学官微的材料对高镍单晶正极材料的性能特点逐一介绍。
高镍单晶正极材料组合公式= 高镍(比例变化)+ 单晶(结构变化)
什么是高镍(High-Nickel)?
正极材料按照活性物质可分为NCM、NCMA、NCA、LFP等多种类型。其中,主要用于电动汽车电池的NCM正极材料是由镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn)组成的。
在正极材料中,如果锰和钴负责安全性,那么镍就是决定电池容量的金属。相比于其他金属,镍含量越多,可以进入锂层的锂离子数量就明显增多。因此,镍含量比重越大,电池能量密度越高,性能就越好。
高镍正极材料是指减少钴的比重,将镍含量提高至80%以上的正极材料。
*例如:NCM811是指镍、钴、锰以8:1:1的比例构成的高镍正极材料。同时,由于减少了金属价格较贵的钴含量,生产成本随之降低,这也成为了高镍正极材料的优势之一,确保了电池材料的价格竞争力。
“高镍”亮点
什么是单晶(Single-Crystal)?
单晶正极材料是由镍、钴、锰等多种金属制成的单粒子结构材料,被认为是解决新一代电池寿命和容量挑战的关键。现有的多晶正极材料是将金属离子聚集形成的多粒子结构。随着充电和放电次数的增加,材料之间的空隙就越大,容易产生气体。因此,电池寿命就会逐渐缩短,也会发生电池膨胀现象。
然而,使用耐久性较高的单晶正极材料,产生的气体较少,稳定性就会提高,电池使用寿命也将延长30%以上。同时,比起多晶结构,单晶正极材料密度更高,电池容量也可增加10%以上。
*例如:搭载现有多晶正极材料的电池一次充电可行驶500公里,同样体积重量的单晶正极材料电池可行驶550公里以上。
“单晶”亮点
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