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容百科技的下一代正极材料技术储备

对于头部企业而言,对于前瞻技术的提前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,3月22日,容百科技成为科创板首批IPO受理的企业,在下一代正极材料领域,容百也已进行超高镍(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材料开发。

(来源:微信公众号“高工锂电技术与应用” ID:weixin-gg-lbte)

提升电池能量密度是锂电池发展的一个最重要目标及方向, 三元锂离子电池能量密度最高可达 300Wh/kg,如实现 2025 年能量密度达到 400Wh/kg 的目标,则需要变革电池材料体系及电池设计,目前最有希望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换了有机液态电解质,大幅提升了电池系统的安全性。同时,固态电解质更好适配高比能量的正、负极材料(如金属锂)并减轻系统重量,实现能量密度的同步提升。现有三元正极材料不适用直接用于全固体电池,需要对三元正极材料做一定的改性。

除了动力领域外,储能领域也是化学电源未来大规模应用的一个重要场景。储能电池要求安全性高、成本低、使用寿命长,现有锂电池系统成本进一步大幅降价空间有限,需要寻找新的化学体系以适应该领域的成本要求。钠离子电池体系中,正极材料不仅仅不含锂元素,同时也可以不含价格较高的钴元素,可以较大幅度地降低电芯成本。

在对外发布的招股说明书中,容百科技介绍了针对未来不同市场的正极材料技术储备及最新进展。

单晶型NCM811

研究镍钴锰三元共沉淀控制结晶技术,制备出元素均匀共沉淀的小粒度分散性良好的氢氧化镍钴锰前驱体。研究单晶 NCM811 锂混合配比、掺杂元素和比例、气氛烧结、粉碎、表面处理等工艺,开发出高分散性、高温循环、高安全性能的单晶 NCM811 产品。目前该项目已经处于试产阶段。

高能量 Ni88 型NCM811

通过对现有的 NCM811 控制结晶技术研究,制备出性能更优良的 Ni88 氢氧化镍钴锰前驱体。研究锂混合配比、掺杂元素和比例、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、电化学性能出色的高镍( Ni≥88%)层状正极材料。目前,该项目已经处于中试阶段。

高能量型 NCA

研究镍钴(铝)共沉淀控制结晶技术,制备出元素均匀共沉淀及晶粒紧密堆积的类球形氢氧化物前驱体。研究锂混合配比、掺杂元素和比例、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,制备出容量高、结构稳定的正极材料。研究表面处理技术,包括洗涤、包覆以及后续热处理等,降低材料碱残留量,提高循环和安全性能,大小颗粒掺混技术研究极片压实密度≥3.6g/cc( Ni≥88%),目前,该项目已经试产。

多元高能量密度 NCM

研究多元共沉淀控制结晶技术,制备出元素均匀共沉淀及晶粒特定生长的类球形氢氧化物前躯体。研究锂混合配比、掺杂元素和比例、烧结温度、烧结气氛条件等工艺,制备出容量高、结构稳定的正极材料。研究表面处理技术,包括洗涤、包覆以及后续热处理等,降低材料碱残留量,提高循环和安全性能,大小颗粒掺混技术研究极片压实密度≥3.6g/cc( Ni≥90%),目前,该项目已经实现小试。

高镍单晶型Ni90

高镍单晶 Ni90 产品开发,相比第一代单晶Ni 产品能量密度高 5%,设计成本降低 10%。

研究镍钴锰三元共沉淀控制结晶技术,制备出元素均匀共沉淀的小粒度分散性良好的氢氧化镍钴锰前驱体。研究单晶 N i90 锂混合配比、掺杂元素和比例、气氛烧结、粉碎、表面处理等工艺,开发出高分散性、高温循环、高安全性能的单晶 N i90 产品。目前,该项目已经实现小试。

单晶镍钴锰酸锂三元正极材料

在公司现有的高电压单晶材料生产技术基础上,再研究前驱体粒径、锂混合配比、掺杂元素和比例、烧结温度、粉碎方法、包覆元素和比例等工艺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、循环寿命优秀的高电压高镍单晶正极材料,目前,该项目已经实现试产。

镍钴锰酸锂高温烧结工艺

在公司现有的镍钴锰酸锂烧结技术基础上,研究配锂混料及烧结温度、气氛、时间、装填量等,开发出适合大规模产业化的高温烧结技术,满足高镍正极材料能量密度、结构稳定、电化学性能和安全性能日益提升的要求,目前,该项目已经实现试产。

镍钴锰酸锂正极材料元素掺杂技术

研究镍钴锰酸锂正极材料不同方式、元素、比例掺杂工艺,开发出适合大规模产业化的元素均匀掺杂技术,提升高镍正极材料结构稳定性,功率输出特性、高温循环寿命和安全性能。目前,该项目已经实现中试。

镍钴锰酸锂高温烧结工艺

在公司现有的镍钴锰酸锂烧结技术基础上,研究配锂混料及烧结温度、气氛、时间、装填量等,开发出适合大规模产业化的高温烧结技术,满足高镍正极材料能量密度、结构稳定、电化学性能和安全性能日益提升的要求。目前,该项目已经实现试产。

镍钴锰酸锂正极材料元素掺杂技术

研究镍钴锰酸锂正极材料不同方式、元素、比例掺杂工艺,开发出适合大规模产业化的元素均匀掺杂技术,提升高镍正极材料结构稳定性,功率输出特性、高温循环寿命和安全性能。目前该项目已经实现试产。

前驱体新技术开发

立足现有的中韩两地前驱体研发技术,整合国内外技术资源,充分掌握成分、均匀性、晶型、形貌、粒度及其分布精确可控的前驱体生产技术,并对前驱体晶粒定向生长、元

素均匀掺杂、梯度沉积、核壳结构等新技术进行深入研究开发,从而满足动力型正极材料日益增长的使用要求,目前该项目已经实现中试。

镍锰系研究(涉及配套的电解液开发)

开发具有 5V 尖晶石结构的正极材料及适配电解液体系;使用该等材料的电池体系具有

较高的能量密度(与 NCM811 相比)及倍率性能, 且正极材料成本低廉 (相当于 NCM 材料成本的 35%)。

钠离子电池正极材料

开发具有低成本及优异电化学性能的钠离子电 池 体 系 及 正 负 极 材 料 ; 该 电 池 体 系 与LiFePO4 电池相比,成本降低约 10——20%,低温性能、高倍率性能等特征更加优异。

全固态电池正极材料

通过固态电池技术的研究开发,掌握适用于全固态电池体系的正极材料及固态电解质生产技术。

检测技术优化

通过新检测技术的开发和对原有测试技术的更新,分析前驱体、正极材料的内部微观结构,取代常规的通过电池充放电测试循环寿命的方法,建立数据库快速判断评价循环性能,从而提升研究水平和新产品开发速度

研究制定电池正极废料回收技术

锂离子废电池中的钴、锂、镍、铝和铜等价格相对较高,部分金属资源稀少,对金属进行资源化回收,保证湿法回收率≥98%,达到降低原料成本,减少环境危害的目的。

原标题:容百科技的下一代正极材料技术储备