AC6754 LiNiCoMnO2 (NCM111) Feuille d'aluminium revêtue sur deux faces

Description de la feuille d'aluminium revêtue double face LiNiCoMnO2 (NCM111)

La feuille d'aluminium revêtue double face LiNiCoMnO2 (NCM111) est un matériau d'électrode composite conçu pour les batteries lithium-ion haute performance, caractérisé par son architecture double face qui intègre une couche cathodique NCM111 (LiNiCoMnO2) uniforme sur les deux surfaces d'un substrat en feuille d'aluminium. La feuille d'aluminium, d'une épaisseur typique de 10 à 20 μm, sert de collecteur de courant hautement conducteur avec une faible résistivité (~2,65×10^-8 Ω-m) et une résistance mécanique robuste (>150 MPa de résistance à la traction), assurant l'intégrité structurelle pendant le calandrage de l'électrode et l'assemblage de la cellule. Chaque couche de revêtement NCM111, d'une épaisseur allant de 50 à 150 μm, est composée d'un oxyde de métal de transition équilibré (Ni : Co : Mn = 1:1:1) cristallisant dans une structure α-NaFeO2 en couches (groupe spatial *R-3m*), qui facilite l'intercalation réversible du lithium-ion avec une déformation minimale du réseau (~1-2%) et des performances de cyclage stables.

Le processus d'enrobage double face implique un dépôt précis de boue à l'aide de techniques à fente ou à racle, suivi d'un séchage et d'un calandrage sous pression contrôlée (5-10 MPa) afin d'obtenir une densité d'électrode élevée (≥3,4 g/cm3) et une distribution uniforme de la matière active. Cette configuration double la surface active par rapport aux conceptions à une seule face, ce qui améliore considérablement la densité énergétique (~320 mAh/g par électrode à 0,1C) tout en maintenant un transport efficace des électrons à travers le substrat d'aluminium. Les couches de NCM111 sont formulées avec des additifs conducteurs (par exemple, 3-5 % en poids de noir de carbone) et des liants PVDF pour optimiser la percolation électronique et l'adhésion, réduisant la résistance au transfert de charge interfaciale et permettant une capacité à haut débit (par exemple, 130 mAh/g à 2C).

La stabilité thermique est assurée par les propriétés de rétention d'oxygène du matériau, avec des températures de décomposition supérieures à 200°C dans des atmosphères inertes, et les modifications de surface telles que les traces de dopants (par exemple, Al, Mg) atténuent la perte d'oxygène pendant le fonctionnement à haute tension (jusqu'à 4,5V). La conception symétrique du revêtement minimise les contraintes de flexion et les risques de délamination lors de l'empilage ou de l'enroulement des électrodes, tandis que la surface résistante à la corrosion de la feuille d'aluminium empêche la dégradation par oxydation dans les électrolytes organiques. Des mesures avancées de contrôle de la qualité, notamment la surveillance de l'épaisseur par laser et les tests de résistance au pelage, garantissent l'uniformité du revêtement (tolérance de ±1,5 μm) et la durabilité mécanique (>2,0 N/cm de résistance à l'adhésion), essentielles pour la fabrication de batteries à grande échelle. Cette architecture à double face équilibre la haute densité énergétique, la résilience mécanique et l'efficacité électrochimique, ce qui la positionne comme une plateforme polyvalente pour les technologies de stockage d'énergie de la prochaine génération.

Applications des feuilles d'aluminium à double face revêtues de LiNiCoMnO2 (NCM111)

1. Véhicules électriques (VE) : Les batteries lithium-ion à base de NCM dominent les systèmes d'alimentation des VE en raison de leur capacité spécifique élevée (~250 mAh/g) et de leur densité énergétique (>400 Wh/kg). Les variantes à forte teneur en nickel comme la NCM811 (LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2) améliorent l'autonomie mais nécessitent une stabilisation par des modifications de surface (par exemple, des revêtements de phytate de sodium) et un dopage élémentaire (par exemple, Ti, Mg, Nb) afin d'atténuer les risques thermiques. Les cellules NCM811 modifiées présentent une augmentation de 45 % de la température de début d'emballement thermique (125,9 °C→ 184,8 °C) et conservent une capacité de 95 % après 500 cycles. Les matériaux NCM111 recyclés atteignent une rétention de capacité de 70 % après 11 600 cycles, surpassant ainsi leurs homologues commerciaux.

2. Systèmes de stockage d'énergie (ESS) : Les matériaux NCM sont essentiels pour le stockage à l'échelle du réseau et l'intégration des énergies renouvelables. Les variantes à base de manganèse riche en lithium (par exemple, Li1.2Ni0.2Mn0.6O2) offrent des capacités supérieures à 250 mAh/g et des densités d'énergie de 400 Wh/kg. Une densité de compactage optimisée(≥3,0 g/cm3) et des revêtements tels que LiYO2 améliorent l'intégrité structurelle, permettant un cycle stable dans les applications ESS à grande échelle.

3. Électronique grand public : Les variantes NCM haute tension (jusqu'à 4,9 V) avec des revêtements en oxyde de cérium (CeO2) suppriment le dégagement d'oxygène et la décomposition de l'électrolyte, prolongeant ainsi la durée de vie des batteries dans les smartphones, les ordinateurs portables et les objets portés sur soi. Ces revêtements stabilisent les cycles à des tensions extrêmes, conservant plus de 80 % de la capacité après 200 cycles.

4. Recyclage et valorisation des batteries : Le recyclage en boucle fermée régénère le NCM des batteries usagées, souvent plus performant que les matériaux vierges. Le NCM111 recyclé atteint 11 600 cycles avec une rétention de capacité de 70 %. Le LiCoO2 recyclé se transforme en NCM111 monocristallin, offrant 159 mAh/g (0,1C) et une rétention de 82,1 % après 200 cycles.

5. Dispositifs de haute puissance : Les matériaux NCM nanostructurés (par exemple, les nanofeuillets en forme de noix) améliorent la diffusion de l'ion lithium, permettant d'obtenir 131,23 mAh/g à des taux de 10C pour les outils électriques et les véhicules hybrides. La synthèse assistée par le sulfate d'ammonium optimise les structures des pores, améliorant la capacité de débit et la stabilité du cycle.

6. Supercondensateurs et systèmes hybrides : Les hétérostructures dérivées de la NCM (par exemple, les électrodes NiCo-MOF@MnO2/AC) permettent d'obtenir des supercondensateurs asymétriques ayant une capacité spécifique élevée (15,2 F/cm2) et une densité énergétique élevée (1,191 mWh/cm2), comblant ainsi le fossé entre les condensateurs et les batteries pour la fourniture rapide d'énergie.

LiNiCoMnO2 (NCM111) Emballage en feuille d'aluminium doublement revêtue

Nos produits sont emballés dans des cartons personnalisés de différentes tailles en fonction des dimensions du matériau. Les petits articles sont solidement emballés dans des boîtes en PP, tandis que les articles plus volumineux sont placés dans des caisses en bois personnalisées. Nous veillons à respecter strictement la personnalisation de l'emballage et à utiliser des matériaux de rembourrage appropriés pour assurer une protection optimale pendant le transport.

Emballage : Carton, caisse en bois ou sur mesure.

Veuillez consulter les détails de l'emballage fournis à titre de référence.

Processus de fabrication

1.méthode d'essai

(1)Analyse de la composition chimique - vérifiée à l'aide de techniques telles que GDMS ou XRF pour garantir la conformité aux exigences de pureté.

(2)Essai des propriétés mécaniques - Comprend des essais de résistance à la traction, de limite d'élasticité et d'allongement pour évaluer les performances du matériau.

(3)Contrôle dimensionnel - Mesure de l'épaisseur, de la largeur et de la longueur pour s'assurer du respect des tolérances spécifiées.

(4)Contrôle de la qualité de la surface - recherche de défauts tels que des rayures, des fissures ou des inclusions par un examen visuel et ultrasonique.

(5)Essai de dureté - Détermination de la dureté du matériau pour confirmer l'uniformité et la fiabilité mécanique.

Veuillez vous référer aux procédures d'essai SAM pour des informations détaillées.

Feuille d'aluminium à double revêtement LiNiCoMnO2 (NCM111) FAQs

Q1. Pourquoi le NCM est-il préféré pour les applications à haute énergie ?

Le NCM offre une densité énergétique élevée (>400 Wh/kg) et des propriétés électrochimiques personnalisables. Par exemple, le NCM811 offre une capacité de ~250 mAh/g, idéale pour les véhicules électriques. Des modifications avancées, telles que les revêtements de phytate de sodium, améliorent la stabilité thermique, retardant l'emballement thermique de 45 % (de 125,9 °C à 184,8 °C).

Q2. Quels sont les défis posés par les MNC à forte teneur en nickel ?

Une teneur élevée en nickel (par exemple, NCM811) augmente la densité énergétique mais risque de provoquer une perte d'oxygène à des tensions élevées (>4,5 V), ce qui entraîne des transitions de phase et des microfissures. Les solutions comprennent le dopage à haute entropie (Ti, Mg, Nb) pour réduire la déformation (<0,5 %) et les revêtements pour supprimer la libération d'oxygène.

Q3. Quelles sont les avancées futures attendues ?

Conceptions sans cobalt : Utilisation d'Al ou de terres rares pour réduire les coûts.

Ultra-haute tension : Fonctionnement stable jusqu'à 4,9 V avec des électrolytes avancés.

Systèmes hybrides : Supercondensateurs à base de NCM pour un apport d'énergie rapide.