AC6755 LiNiCoMnO2(NCM523) 단면 코팅 음극 전극 디스크

LiNiCoMnO2(NCM523) 단면 코팅 음극 디스크 설명

LiNiCoMnO2(NCM523) 단면 코팅 음극 디스크는 에너지 저장 효율과 구조적 무결성을 최적화하도록 설계된 특수 리튬 이온 배터리 부품입니다. 일반적으로 전도성 기판의 한 면에 균일하게 코팅된 층상 NCM523(LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2) 양극 소재를 전도성 기판(일반적으로 알루미늄 호일(두께 10~20μm)의 한 면에 균일하게 코팅한 이 전극 디스크는 균형 잡힌 전이 금속 비율(Ni:Co:Mn = 5:2:3)을 활용하여 에너지 밀도(0.1C에서 ~180-200 mAh/g)와 열 안정성 간의 조화로운 조화를 달성합니다. NCM523은 리튬과 전이 금속 산화물이 번갈아 가며 층을 이루는 육각형 α-NaFeO2 구조(공간 그룹 *R-3m*)로 결정화되어 사이클링 중에 적당한 격자 변형(~2~3%)으로 효율적인 리튬 이온 인터칼레이션/인터칼레이션을 가능하게 합니다.

일반적으로 80~120㎛ 두께의 단면 코팅은 NCM523 파우더, 전도성 탄소 첨가제(예: 3~5 wt% 카본 블랙), 폴리비닐리덴 플루오르화물(PVDF) 바인더의 슬러리로 제조되며 슬롯 다이 코팅 또는 닥터 블레이드와 같은 정밀한 방법을 통해 증착됩니다. 5-10 MPa 압력에서 코팅 후 캘린더링하여 높은 전극 밀도(≥3.3g/cm3)와 알루미늄 기판에 대한 강한 접착력을보장하며, 낮은 전기 저항(~2.65×10^-8 Ω-m)과 기계적 견고성(인장 강도 >150 MPa)을 나타냅니다. 호일의 코팅되지 않은 면은 전해질의 직접적인 접촉을 방지하여 높은 작동 전압(>4.3V)에서 리튬 도금 및 알루미늄 부식과 같은 기생 반응을 최소화합니다.

NCM523 층은 격자 내 망간과 코발트의 안정화 역할로 인해 불활성 조건에서 산소 방출 시작 온도가 220°C를 초과하는 등 더 높은 니켈 변형에 비해 향상된 열 복원력을 보여줍니다. 미량 알루미늄 도핑 또는 초박막 세라믹 코팅(예: 원자층 증착을 통한 Al2O3)과 같은 표면 변형은 계면 측면 반응을 더욱 억제하고 전하 이동 저항을 줄여 높은 속도(예: 2C에서 140 mAh/g)에서 안정적인 사이클링을 가능하게 합니다. 또한 이 소재의 균형 잡힌 구성은 니켈이 풍부한 음극의 일반적인 열화 메커니즘인 양이온 혼합(Li/Ni 장애 <4%)을 완화하여 장기적인 용량 유지(1C에서 500 사이클 후 90% 이상)를 보장합니다.

레이저 두께 모니터링 및 플라즈마 표면 활성화를 포함한 첨단 제조 기술은 확장 가능한 생산에 중요한 코팅 균일성(두께 허용 오차 ±2μm)과 최적화된 전극 형태를 보장합니다. 단면 설계는 재료 낭비를 줄이고 원통형 또는 프리즘형 셀 아키텍처로의 통합을 단순화하는 동시에 알루미늄 기판과 NCM523을 효율적으로 분리 및 재생할 수 있는 재활용 공정과의 호환성을 유지합니다. 이 전극 구성은 에너지 밀도, 내구성 및 제조 가능성 간의 전략적 균형을 보여주는 예로서 중-고압 리튬 이온 시스템에서 안정적인 성능을 위해 맞춤화되었습니다.

LiNiCoMnO2(NCM523) 단면 코팅 양극 전극 디스크 애플리케이션

1. 하이브리드 전기 자동차(HEV) 및 플러그인 하이브리드(PHEV): NCM523의 적당한 에너지 밀도(~180~200mAh/g)와 향상된 열 안정성(산소 방출 >220°C)은 배터리 시스템이 잦은 충전/방전 사이클에서 내구성을 요구하는 HEV 및 PHEV에 이상적입니다. 단면 코팅으로 계면 측면 반응을 최소화하여 중간 범위 전압(4.2~4.3V)에서 안정적으로 작동하고 사이클 수명(1C에서 500 사이클 후 90% 이상의 용량 유지)을 연장합니다. 고속 충전과의 호환성은 리튬 도금의 위험을 줄이면서 회생 제동 시스템을 지원합니다.

2. 그리드 스케일 에너지 저장 시스템(ESS): 고정식 저장장치에서 NCM523의 긴 사이클 수명과 전압 붕괴에 대한 저항성은 재생 에너지 통합(예: 태양열/풍력)의 일상적인 사이클에 매우 중요합니다. 망간이 풍부한 이 소재는 비용을 절감하고 구조적 무결성을 개선하는 동시에 단면 설계로 전극의 무게와 제조 복잡성을 낮춥니다. 리튬이 풍부한 전해질과 결합된 NCM523 기반 시스템은 300~350Wh/kg의 에너지 밀도를 달성하여 여러 시간 동안 그리드를 지원하는 데 적합합니다.

3. 산업용 및 백업 전력 시스템: 무정전 전원 공급 장치(UPS) 및 산업용 기계의 경우, NCM523 전극은 주변 온도가 높은 환경에서도 안정적인 성능을 제공합니다. Al2O3 코팅과 같은 표면 개질을 통해 열 복원력을 향상시켜 최대 55°C까지 큰 성능 저하 없이 작동할 수 있습니다. 또한 단면 코팅 디스크는 모듈형 배터리 설정에서 유지보수 및 교체를 간소화합니다.

4. 소비자 가전: 프리미엄 노트북, 전동 공구, 의료 기기에서 NCM523은 에너지 밀도와 안전성의 균형을 맞춥니다. 단면 코팅으로 전극 두께를 줄여 콤팩트한 배터리 설계가 가능하며, 높은 부하(예: 2C에서 140mAh/g)에서도 안정적인 출력을 유지합니다. 세라믹 코팅 버전은 산소 방출을 더욱 억제하여 밀폐된 장치에서도 안전하게 작동할 수 있도록 보장합니다.

5. 2차 수명 배터리 애플리케이션: 차량 사용 후 NCM523 전극은 주거용 에너지 저장 장치 또는 IoT 장치와 같은 저전력 애플리케이션에 맞게 용도가 변경됩니다. 유지 용량(1,000회 사이클 후 80% 이상)과 재활용성은 순환 경제 목표에 부합합니다. 폐쇄 루프 재활용 프로세스는 알루미늄 호일과 NCM523을 효율적으로 회수하여 원재료에 대한 의존도를 줄입니다.

LiNiCoMnO2(NCM523) 단면 코팅 양극 전극 디스크 패키징

당사의 제품은 재료 치수에 따라 다양한 크기의 맞춤형 상자에 포장됩니다. 작은 품목은 PP 상자에 안전하게 포장하고, 큰 품목은 맞춤형 나무 상자에 넣습니다. 운송 중 최적의 보호를 제공하기 위해 맞춤형 포장과 적절한 완충재 사용을 엄격하게 준수합니다.

포장: 상자, 나무 상자 또는 맞춤형.

참고용으로 제공된 포장 세부 정보를 검토하시기 바랍니다.

제조 공정

1.테스트 방법

(1)화학 성분 분석 - 순도 요구 사항을 준수하는지 확인하기 위해 GDMS 또는 XRF와 같은 기술을 사용하여 확인합니다.

(2)기계적 특성 테스트 - 재료 성능을 평가하기 위한 인장 강도, 항복 강도 및 연신율 테스트를 포함합니다.

(3)치수 검사 - 두께, 너비, 길이를 측정하여 지정된 허용 오차를 준수하는지 확인합니다.

(4)표면 품질 검사 - 육안 및 초음파 검사를 통해 스크래치, 균열, 내포물 등의 결함을 확인합니다.

(5)경도 테스트 - 재료의 경도를 측정하여 균일성과 기계적 신뢰성을 확인합니다.

자세한 내용은SAM 테스트 절차를참조하세요 .

LiNiCoMnO2(NCM523) 단면 코팅 양극 전극 디스크 FAQ

Q1. NCM에 높은 니켈 함량이 사용되는 이유는 무엇인가요?

고니켈 변형(예: NCM811)은 에너지 밀도(~250mAh/g)를 높이지만 고전압(>4.5V)에서의 산소 손실 및 구조적 열화와 같은 문제에 직면합니다. 표면 코팅(예: 인산나트륨) 및 도핑(예: Ti, Mg)과 같은 혁신 기술은 이러한 문제를 완화하여 열 안정성과 사이클 수명을 개선합니다.

Q2. NCM은 배터리 안전성을 어떻게 향상시키나요?

인산나트륨 코팅과 같은 변형은 열 폭주 시작 온도를 45%(125.9°C→184.8°C) 지연시키고, 고엔트로피 도핑은 격자 변형을 감소시켜(<0.5%) 균열을 방지합니다. 이러한 전략은 극한의 조건에서도 구조적 무결성을 보장합니다.

Q3. NCM은 LFP 또는 LCO 음극과 어떻게 다릅니까?

NCM은 리튬인산철(LFP)보다 에너지 밀도가 높지만 안전을 위해 안정화가 필요합니다. 리튬 코발트 산화물(LCO)에 비해 코발트 의존도와 비용을 줄이면서 성능은 유지합니다.

관련 정보

1.일반적인 준비 방법

LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2(NCM523) 단면 코팅 음극 전극 디스크의 제조에는 고체 또는 열수 합성 등의 방법을 통해 NCM523 층상 산화물 물질을 합성한 다음 활성 물질을 폴리비닐리덴 불화물(PVDF) 결합제와 전도성 카본 블랙(예, Super P)를 혼합하여 슬러리를 형성한 다음 습식 코팅 공정을 사용하여 15μm 두께의 알루미늄 호일 집전체의 한 면에 균일하게 코팅하고 건조하여 용매를 제거한 다음 약 3.0g/cm3의 압축 밀도를 달성하도록 캘린더링하여 리튬 이온 배터리 애플리케이션에 최적화된 음극 디스크를 생성합니다.