ncm811生产企业—新闻曝光内幕重大消息!

随着锂离子电池能量密度的不断提高，传统的LCO材料逐渐被NCM111、NCM532材料取代，特别是近两年随着电动汽车续驶里程的增加，越来越多的动力电池厂商使用NCM811并开始使用NCA材料。随着Ni含量的增加，三元材料的容量增加，但也导致三元材料的稳定性下降。文章称，“NCM材料在长期循环过程中面临着过渡金属元素溶解和不可逆相变等题，且NCA材料在循环过程中二次颗粒的破碎和碎裂比NCM更为严重。”

NCM811和NCA这两种高镍材料，各有优缺点，于是综合了两者优点的NCMA材料进入了人们的视线。近日，韩国汉阳大学的WoonhyukKim、JongsuYoon等人开发出NCMA材料，其可逆容量达到228mAh/g，具有优异的循环性能。在循环过程中，颗粒内部会产生裂纹。

上图A显示了NCMA89、NCM90和NCA89材料的首次充放电曲线。从图中可以看出，NCM90材料的初始容量最高，达到229mAh/g，NCMA89材料达到228mAh/g。g，NCA89材料中容量最低为225mAh/g。虽然三种材料的可逆容量差异不大，但在纽扣电池100次循环后，NCMA材料的循环性能明显优于NCM90和NCA89。NCMA材料的容量保持率为906。对于NCA材料来说，比NCM材料的877和833要好很多。当充电电压进一步提高到45V时，这种差异变得更加明显。100次循环后，NCMA材料的容量保持率为871，NCM和NCA材料的容量保持率分别为823和733。

WoonhyukKim先生使用三种材料打造了软包全电池，其中NCMA材料在1000次循环后容量保持率可以达到845，而NCM和NCA材料可以循环使用。最终的容量保留率只有602和579。当循环的环境温度升高到45C时，这些好处变得更加明显，表明NCMA材料与NCM和NCA材料相比性能非常好。它是正极材料的理想选择，同时保持高容量特性。

为了分析NCMA材料良好循环性能的原因，作者还对三种材料的充放电曲线进行了dQ/dV曲线分析。层状材料在循环过程中从H2相转变为H3相，NCA和NCM材料的峰出现明显的衰减，而NCMA材料的峰在循环过程中非常稳定。在循环过程中，NCMA材料的晶体结构比NCM和NCA材料好得多，这也是良好循环性能的关键因素。

XRD数据表明，NCMA材料结构稳定的原因在于，随着Li的释放，层状晶体结构的a值开始下降，c值开始显着增加至4左右。对于NCM，下图显示，对于NCA材料，脱锂过程中c值的膨胀达到4以上，而对于NCMA材料，c值的膨胀仅为36左右，降低了材料的体积膨胀。它抑制充电和放电过程中颗粒内裂纹的产生和生长。下面的颗粒界面图还显示，NCA材料的二次颗粒内部发生的裂纹在脱锂和循环过程中最为严重，这也导致NCA材料在循环过程中衰减得更快。其次，虽然NCM材料在芯层分层和长期循环过程中二次颗粒内部也会产生大量裂纹，但NCMA材料在芯层分层过程中表现出优异的结构稳定性，与NCA和NCM材料相比，在长期循环过程中裂纹发生明显。写。

NCMA材料的单颗粒挤压实验表明，NCMA材料的二次颗粒击穿压力为1857MPa，而NCM和NCA材料的二次颗粒击穿压力分别为1372MPa和1255MPa，这表明可以有效减少Al和Mn的共掺杂。体积膨胀减少了二次颗粒内部裂纹的发生，并显着增加了一次颗粒之间的晶界强度，进一步阻碍了NCMA材料在长期循环中的晶粒结构稳定性。

循环过程中二次颗粒中产生的裂纹使得电解液沿着裂纹进入二次颗粒的内部，从而对二次颗粒造成更严重的侵蚀并生成类NiO相。如果观察下面二次颗粒的横截面，可以看到NCA材料在循环后二次颗粒中出现了严重的裂纹，这些裂纹发生在整个颗粒中。裂纹不太严重，因此二次颗粒保持完整，NCMA材料颗粒内部没有可见的裂纹。通过透射电子显微镜，可以观察到三种颗粒的表面结构塌陷层的厚度基本为510nm。而NCA材料的层厚达到40nm，NCM材料的层厚达到25nm，表明电解液沿裂纹进入二次粒子内部对材料结构造成更严重的破坏，导致厚度增加。降低材料的电荷交换阻抗和速度性能。

热稳定性也是材料应用中的一个重要因素。DSC测量表明，NCM材料在192C时开始释放热量，产生1561J/g，其次是NCA材料。NCMA材料在202开始发热，热值为1753J/g，而NCMA材料在205开始发热，热值为1384J/g。

通过在NCMA材料中共掺杂Al和Mn，有效抑制充电过程中材料的体积膨胀，减少二次颗粒内部裂纹的产生，减少电解液对二次颗粒的侵蚀，从而显着提高循环时间。NCMA材料的性能优于NCM和NCA材料，同时还保持高容量特性。因此，NCMA材料具有广阔的市场前景。

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用于锂离子电池的四元堆叠富镍NCMA阴极，ACSEnergyLettDOI:101021/acsenenergylett8b02499、WoonhyukKim、Liang-YinKuo、PayamKaghazchi、JongseungYoon、YanggukSeon

文/从栏杆处望去

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