镍钴铝三元素复合氧化物
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镍钴铝三元材料
镍钴铝(LiNi0.8Co0.15Al0.05O2,缩写NCA)三元材料,克容量高,类似811三元,压实密度接近532型三元,对水分环境非常敏感。
NCA中的Al是作为掺杂,稳定晶格结构、减少塌陷才引入的。
NCA 主要做圆柱,小电池可保证其安全性。
日韩高端的18650均使用NCA,目前日本量产的18650 最高容量可达到3.5Ah。
相对于NCA来说,NCM电池根据型号及市场需求不同,在3C 领域或交通领域(指用作动力电池)均具有较好的应用前景。
优美科(Umicore)2012年2季度公布资料显示,到2020年,NCM将成为全球使用的主要锂电正极材料,但磷酸铁锂材料为2万吨每年。
目前,NCA市场被日本化学,户田和住友金属三家垄断,松下、索尼是NCA电池主要供应商,台湾也有少量应用。
Tesla效应带动的金瑞科技是中国第一家NCA材料供应商,公司旗下金天、金驰能源将主要承担NCM/NCA前驱体生产,公司已进入松下前驱体供应体系,旗下长远锂科定位于LCO,LMO,NCM/NCA正极材料供应商。
此外,2013年下半年以来,国内广州国光、深圳天骄、深圳金和能等都已开始向金瑞科技小批量成吨采购。
镍、钴、铝三元素复合氢氧化物(讨论稿)编制说明《镍、钴、铝三元素复合氢氧化物》(讨论稿)编制说明一、工作简况1. 任务来源与协作单位根据工信厅科【2014】114号“关于印发2014年第二批行业标准制(修)订计划的通知”及全国有色金属标准化技术委员会下发的有色标委【2014】29号文“关于转发2014年第一批有色金属国家、行业标准制(修)订项目计划的通知”的文件精神,由深圳先进储能材料国家工程研究中心有限责任公司负责起草《镍、钴、铝三元素复合氢氧化物》行业标准,项目计划编号2014-1465T-YS,计划完成年限2016年。
2.起草单位情况、主要工作过程、标准主要起草人及其所做工作2.1 起草单位情况深圳先进储能材料国家工程研究中心有限责任公司由国家发展与改革委员会批准成立,联合国内在先进储能材料行业最优秀的企业和科研院所组建而成。
深圳先进储能材料国家工程研究中心有限责任公司汇集了同行业国内外高科技研发和运营管理的精英人才,是从事先进储能材料及应用器件工程化技术研究与开发的高新技术企业,是我国在先进储能技术及关键储能材料领域唯一的国家级工程中心,代表我国在先进储能技术及储能材料领域工程化技术的最高水平。
深圳先进储能材料国家工程研究中心有限责任公司的牵头单位为湖南科力远高技术控股有限公司,共建单位包括湖南科力远新能源股份有限公司、湖南科力远高技术控股有限公司、中南大学、金川集团有限公司、湖南瑞祥新材料股份有限公司及深圳多美瑞科技有限公司等六大高新技术企业。
深圳先进储能材料国家工程研究中心有限责任公司针对新能源汽车(PEV,HEV)、电动工具、太阳能、风能、兆瓦级蓄电站等对新型储能材料和能源转换使用的迫切要求,以先进储能材料的高能量密度和高功率密度研究、宽环境适应性研究、长使用寿命研究、高安全性研究为重点,建立新型储能材料的系统集成的研发平台、工程化验证平台和产业化平台,对涉及镍电池、锂电池、液流电池、超级电容器等领域的关键储能材料,开展生产工艺开发、关键生产设备和检测设备的开发、行业标准的制定、知识产权保护、检验检测和质量评价、对外科技交流等的关键性技术研究和工程实践研究。
国家标准《镍钴锰三元素复合氢氧化物》编制说明(审定稿)《镍钴锰三元素复合氢氧化物》编制组编写单位:金川集团股份有限公司2019年10月18日国家标准《镍钴锰三元素复合氢氧化物》编制说明一、工作简况1. 任务来源及计划要求根据国家标准化管理委员会于2017年12月28日下达的2017年第四批国家标准制修订计划(见国标委综合〔2017〕128号),国家标准《镍钴锰三元素复合氢氧化物》(GB/T 26300-2010)的修订工作由金川集团股份有限公司主持修订,项目计划编号为20173793-T-610,项目完成时间为2019年12月。
2. 标准修订的目的及意义受益于新能源汽车产业政策的推动,中国已是全球最大的电动汽车市场。
三元材料因为其优异的综合性能,已成为车载锂离子动力电池的主流产品。
作为三元正极材料最关键的原材料,镍钴锰三元素复合氢氧化物在过去十年里也得到了快速发展。
为了满足下游客户的各种不同需求,镍钴锰三元素复合氢氧化物呈现多元化发展的趋势,相应的指标要求也发生了变化。
2010年发布的国家标准《镍钴锰三元素复合氢氧化物》(GB/T 26300-2010)中的部分内容已经无法适用于现在的产品。
为了跟上产业发展的步伐,提高镍钴锰三元素复合氢氧化物生产企业的开发和生产能力,敦促各企业按更先进的标准进行生产,需要及时对国家标准进行修订。
3. 产品简介3.1 性质镍钴锰三元素复合氢氧化物是深棕色或黑色粉末,流动性好,不溶于水,能溶于酸。
3.2 用途车载锂离子动力电池市场正在走出导入期,开始跨入快速成长期。
未来几年,锂离子电池市场规模增长的最大动力确定无疑将来自电动汽车市场。
全球锂离子动力电池及其材料的生产主要集中在中国、日本和韩国,主要正极材料包括改性锰酸锂、镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂。
高能量密度锂离子动力电池的需求带动了高比容量的高镍三元材料的应用和发展。
三元材料单体能量可达到180Wh/kg,高镍三元材料极限密度可达250-260 Wh/kg。
三元正极材料的原材料
1.锂:锂是一种金属元素,在地壳中以硬岩、盐湖和矿石的形式存在。
主要的锂矿石包括石榴石矿石、角砾石矿石和白云母矿石等。
目前,最大
的锂生产国是澳大利亚、智利和阿根廷等国。
2.镍:镍是一种过渡金属元素,可通过从镍矿石中提取。
常见的镍矿
石包括赤铁矿、蛇纹石和磁铁矿等。
主要的镍生产国包括菲律宾、印度尼
西亚和俄罗斯等。
3.锰:锰是一种重金属元素,可从锰矿石中提取。
主要的锰矿石类型
包括辉锰矿、菱锰矿和锰铁矿等。
锰的主要生产国包括南非、澳大利亚和
中国等。
4.钴:钴是一种过渡金属元素,可通过从钴矿石中提取。
常见的钴矿
石包括菱锰矿、钴石和绿泥石等。
刚果民主共和国、澳大利亚和加拿大是
主要的钴生产国。
5.氧化物:氧化物是由氧原子和其他原子结合形成的化合物。
在三元
正极材料中,主要使用氧化镍、氧化锰、氧化钴和氧化锂等氧化物。
这些
氧化物可以通过化学合成或通过从天然矿石中提取来获得。
三元正极材料的制备过程主要包括以下几个步骤:首先,将适量的锂、镍、锰和钴杂质在一定比例下混合。
其次,将混合物通过化学反应或熔融
炉加热,使其形成结晶态的NMC材料。
然后,将NMC材料研磨成粉末状,
并通过其他工艺步骤进行后续处理,以获得所需的形状和性能。
总而言之,三元正极材料的原材料主要来自地壳中的矿石和天然氧化物。
这些原材料通过提取和化学合成等过程,经过一系列处理步骤,最终
得到三元正极材料,用于锂离子电池等电池应用。
三元过渡金属氧化物
三元过渡金属氧化物指的是由三种不同的过渡金属元素与氧元素形成的化合物。
这些过渡金属通常来自于周期表中的过渡金属区域,包括但不限于铁、镍、铬、锰、钴等元素。
在电池和储能领域,三元过渡金属氧化物常被用作正极材料。
例如,锂离子电池的正极材料常使用镍锰钴氧化物(NMC)或镍钴铝氧化物(NCA),这些材料具有高能量密度、稳定性较高、循环寿命长等特点。
通过不同比例的过渡金属组合,可以调节电池的性能,平衡能量密度、循环寿命和安全性。
这些三元过渡金属氧化物因其在储能领域的应用而备受关注,其特性和性能对于电池和储能设备的发展具有重要意义。
镍钴铝酸锂的原料-概述说明以及解释1.引言1.1 概述镍钴铝酸锂作为一种重要的电池材料,具有广泛的应用前景。
它是一种由镍、钴、铝和锂元素组成的复合物,具有高能量密度、优良的循环性能和较长的使用寿命等优点。
由于其出色的电化学性能和较低的成本,镍钴铝酸锂正被广泛用于新能源领域,尤其是电动车、储能电池和移动设备等领域。
镍钴铝酸锂的制备方法多种多样,常见的方法包括固相法、溶液法和水热法等。
通过精确调控反应条件和原料比例,可以获得不同比例的镍钴铝酸锂,以满足不同领域的需求。
在实际应用中,镍钴铝酸锂具有广泛的应用领域。
首先,它在电动汽车领域扮演着重要角色,可用于制造高性能的动力电池组件,提供更长的续航里程和更快的充电速度。
此外,镍钴铝酸锂还可用于储能电池,提供稳定、高效、长久的能源储备,以支持电网平衡和应急备用。
此外,它还可以应用于移动设备、智能穿戴设备和其他便携式电子产品,提供更持久的电池寿命和更高的性能。
综上所述,镍钴铝酸锂作为一种具有重要应用价值的材料,在新能源领域具有广阔的前景。
随着科学技术的不断发展和创新,对镍钴铝酸锂制备方法的改进和性能优化将进一步推动其应用的广泛发展。
相信在未来的发展中,镍钴铝酸锂将会发挥更大的作用,并为人们的生活带来更多便利。
1.2文章结构文章结构部分可以包括以下内容:文章结构部分是为了介绍本文的组织结构和主要内容安排。
本文的结构包括引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要包括概述、文章结构和目的三个方面。
首先,概述部分对镍钴铝酸锂的原料进行简要介绍,引起读者的兴趣。
然后,文章结构部分将说明本文的整体组织结构,所列目录可以方便读者对文章结构的整体把握。
最后,目的部分说明了本文针对镍钴铝酸锂的原料所要达到的目标。
正文部分是本文的核心部分,将详细介绍镍钴铝酸锂的定义和特性、制备方法以及应用领域。
其中,2.1 部分将详细介绍镍钴铝酸锂的定义和特性,包括化学结构、物理性质、化学性质等方面的内容。
镍钴铝三元素复合氢氧化物化学分析方法第1部分:镍含量的测定丁二酮肟重量法广东邦普循环科技有限公司一:试验部分1、方法提要试料用盐酸溶解后,在酒石酸氨性介质中以丁二酮肟乙醇溶液沉淀镍,沉淀经抽滤洗涤后在145℃~150℃烘箱中干燥至恒重,滤液中的镍含量忽略不计。
2、试剂材料除非另有说明,本部分所用试剂均指分析纯试剂,所用水为符合GB/T 6682规定的三级水。
2.1 盐酸(ρ=1.19 g/mL)。
2.2 硝酸(ρ=1.42 g/mL)。
2.3 氨水(ρ=0.90 g/mL)。
2.4 盐酸(1+1)。
2.5 氨水(1+1)。
2.6 酒石酸溶液(150 g/L):称取150 g 酒石酸,溶于水中并稀释至1000 mL ,贮存于1000 mL 试剂瓶中。
2.7 丁二酮肟乙醇溶液(10 g/L):称取10 g丁二酮肟,溶于无水乙醇中,用无水乙醇稀释至1000 mL,贮存于1000 mL 棕色试剂瓶中。
2.8 乙酸铵溶液(500 g/L):称取250 g乙酸铵,溶于水中并稀释至500 mL ,贮存于500 mL试剂瓶中。
2.9 镍标准贮存溶液:1000 μg/mL,市售购买有证标准贮存溶液。
2.10 镍标准溶液:移取10.00 mL镍国家标准贮存溶液(2.9)于200 mL容量瓶,加入10 mL盐酸(2.4),以水稀释至刻度,混匀,此溶液1 mL含50 μg镍。
2.11 镍溶液:称取2.50 g金属镍(w≥99.98%),精确到0.0001g,置于250 mL烧杯中,加入50 mL王水,加热至镍完全溶解,冷却后移入250 mL容量瓶,以水稀释至刻度,混匀,此溶液1mL含10 mg镍。
2.12 钴溶液:称取0.15 g金属钴(w≥99.98%),置于250 mL 烧杯中,加入少量水,缓慢滴加硝酸(2.2),剧烈反应后加入10 mL硝酸(2.2),加热煮沸驱除氮的氧化物,冷却后移入100 mL 容量瓶中,以水稀释至刻度,混匀,此溶液1 mL 含1.5 mg钴。
国家标准《镍、钴、锰三元素复合氧化物》编制说明金川集团有色公司二00九年二月1.任务来源本标准计划是由中国有色金属工业协会中色协综字[2007]237号文件《关于下达2007年第二批有色金属国家标准制(修)订项目计划的通知》下达,项目序号20079113-T-610,由金川集团有限公司负责起草,计划于2009年完成。
2.编制原则镍、钴、锰三元素复合氧化物是锂离子电池用新材料,我国目前尚无相应的国家标准或行业标准。
该标准旨在加强供需双方的技术理解和交流,指导和规范产品的生产和贸易,满足市场相关领域的不同需求。
3.编制情况标准格式按GB/T1.1-2000标准要求编写。
标准制定起草工作开展后,主要查阅了国外同类产品标准和国内有关企业技术资料,进行了收集、整理、对比分析,并对国内的生产和使用状况进行调研整合后,经起草单位与用户多次探讨、协商,与2009年2月提出该“标准预审稿”。
4.产品行业背景锂离子蓄电池具有比能量大、单体工作电压高、工作温度范围宽、循环寿命长、自放电小、对环境污染小等优点,在便携式电器和电动汽车等领域有着广阔的应用前景。
随着对现有材料和电池设计技术的改进以及新材料的出现,锂离子电池应用范围将不断拓展,它将作为最具发展前景的新能源服务于人类,已成为本世纪的研发热点。
锂离子电池正极材料LiNi x Co y Mn1-x-y O2具有同LiCoO2和LiNiO2一样的α-NaFeO2结构和理论比容量,但是这种材料具有LiCoO2、LiNiO2等其它正极材料所无法比拟的优势。
1. 钴酸锂由于价格昂贵、安全性能差而不适合作为动力电池;2. 锰酸锂具有低成本、环保、安全性好等优点,但其能量密度低、循环性能差、碳做负极时锰的溶解问题突出;3. 镍酸锂合成条件要求苛刻,而且循环性能不好,安全性能差;4. 镍钴酸锂容量比钴酸锂有所提高,但制备成本高、过充存在安全性问题;5. 磷酸铁锂具有成本低廉、环境友好、安全性好等优势,但其体积能量密度较低。
镍、钴、铝三元素复合氢氧化物化学分析方法第5 部分:硫酸根含量的测定硫酸钡比浊法实验报告北矿检测技术有限公司周航1 前言硫酸根含量测定的方法有:比浊法、离子色谱法、重量法等。
重量法是经典方法,该法操作繁琐且不适于硫酸根低含量样品的测定。
硫酸钡比浊法是在微酸性条件下,水中硫酸根与氯化钡生成细微的硫酸钡沉淀悬浊液,在一定范围内其浊度可用分光光度计测定,该法适用于较低含量的硫酸根测定,但必须严格控制操作条件。
离子色谱法快速灵敏,适用于清洁水样,可同时测定其他多种阴离子,设备成本较高。
这些方法各有优缺点:重量法不适于硫酸根含量低的样品的测定;离子色谱法精密度高但设备价格较贵,酸化处理后样品还需再次处理方能进样;比浊法操作简单、快速,仪器使用范围广泛,通过严格控制操作条件可以达到较好的结果。
综合考虑选择硫酸钡比浊法比作为镍、钴、铝三元素复合氢氧化物中的硫酸根离子含量的测定方法。
试料经盐酸分解,加入氯化钡-稳定剂生成细微的硫酸钡沉淀悬浊液,在一定范围内其浊度可用分光光度计测定,以工作曲线法进行定量。
在本研究中,我们做了如下工作:样品前处理方法、试验条件、方法线性范围、重复性和回收率等。
实验表明,该方法简单快速,有较好的重现性和精密度。
2 实验部分2.1范围本部分规定了镍、钴、铝三元素复合氢氧化物中硫酸根含量的测定方法。
本部分用于镍、钴、铝三元素复合氢氧化物中硫酸根含量的测定。
测定范围:0.10%~1.00%。
2.2方法提要试样用盐酸溶解,加入氯化钡-甘油-乙醇混合稳定剂生成细微的硫酸钡沉淀悬浊液,在一定时间内,于分光光度计波长440 nm处测定其吸光度,扣除试剂空白,从工作曲线查得硫酸根的质量浓度。
2.3试剂除非另有说明,本部分所用试剂均为分析纯试剂,所用水均为二次去离子水。
2.3.1盐酸( ρ1.19 g/mL)。
2.3.2盐酸(2+1)。
2.3.3氯化钡-甘油-乙醇混合稳定剂溶液:称取30 g氯化钡置于500 mL 烧杯中,加入100 mL 蒸馏水搅拌溶解,加甘油100 mL,加99%乙醇200 mL 混合均匀,移入500 mL 容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。
三元合金成分三元合金是由三种不同的金属元素组成的合金,具有独特的物理和化学性质。
本文将介绍三种常见的三元合金成分,分别是镍铁钴合金、铝镁钛合金和铜锌铝合金,并探讨它们在不同领域的应用。
一、镍铁钴合金镍铁钴合金是一种重要的磁性材料,主要由镍、铁和钴三种金属元素组成。
它具有优异的磁性能,广泛应用于电力工业、电子领域和磁学研究等方面。
在电力工业中,镍铁钴合金常用于制造电感元件和电机,以提高电磁性能和抗磁性能。
在电子领域,它被广泛应用于制造磁头、磁盘和磁条等设备,以实现数据存储和传输。
此外,镍铁钴合金还具有良好的耐蚀性和高温稳定性,因此在航空航天领域也有广泛的应用。
二、铝镁钛合金铝镁钛合金是一种轻质高强度的结构材料,主要由铝、镁和钛三种金属元素组成。
它具有优异的机械性能和耐腐蚀性能,广泛应用于航空航天、汽车制造和建筑工程等领域。
在航空航天领域,铝镁钛合金被用于制造飞机机身、发动机零部件和航天器结构等重要部件,以减轻重量并提高强度。
在汽车制造领域,它被广泛应用于制造车身和发动机零部件,以提高燃油效率和减少尾气排放。
在建筑工程领域,铝镁钛合金常用于制造建筑材料和装饰品,以提高耐候性和装饰效果。
三、铜锌铝合金铜锌铝合金是一种具有良好机械性能和耐腐蚀性能的工程材料,主要由铜、锌和铝三种金属元素组成。
它具有优异的导电性和导热性,广泛应用于电子电器、船舶制造和化工工业等领域。
在电子电器领域,铜锌铝合金常用于制造电线电缆、电子器件和电池等产品,以提高导电性能和耐腐蚀性能。
在船舶制造领域,它被广泛应用于制造船体和船舶设备,以提高耐蚀性和结构强度。
在化工工业领域,铜锌铝合金常用于制造化工设备和管道,以提高耐蚀性和耐磨性。
镍铁钴合金、铝镁钛合金和铜锌铝合金是三种常见的三元合金成分。
它们在不同领域具有广泛的应用,为各行各业的发展做出了重要贡献。
随着科技的不断进步,三元合金的研究和应用将会越来越广泛,为人类社会的进步和发展带来更多的机遇和挑战。
四氧化三钴正极前驱体技术发展路线
前驱体是正极材料的前端材料,对正极材料性能起决定性作用。
三元前驱体是镍钴锰(铝)三元复合氢氧化物,根据镍、钴、锰(铝)的摩尔比又可细分为NCM811前驱体、NCM622前驱体、NCM523前驱体及NCA前驱体,相应地与锂盐反应制备不同镍含量的三元正极材料。
因此三元前驱体的元素配比、粒径大小、杂质含量等都直接影响正极材料性能,从而影响锂电池的能量密度、循环寿命等电化学指标。
四氧化三钴也是前驱体的一种,可进一步制成钴酸锂正极材料,用于消费电子。
从全球三元前驱体出货量市场占比情况来看,我国四家企业出货量总占全球48%。
据统计,2020年全球三元前驱体市场出货量中,中伟股份、格林美、邦普与华友稳居行业前四,分别占比17%、9%、13%、9%。
从中国市场出货量竞争情况来看,据统计,2020年中国三元前驱体出货量前五名分别是中伟股份、广东邦普、格林美、华友钴业、道氏技术,分别占比23.0%、15.5%、12.1%、11.2%、4.5%。
整体上来看,中国三元前驱体行业集中度不断上升。
据统计,中国三元国内三元前驱体产量CR3从2016年的37.7%提升至2020年的50.6%,行业集中度提升明显。
未来市场份额向中上游优质厂商倾斜,市场集中度有望进一步提高。
三元正极材料是指由镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn)等元素组成的正极材料,是当前锂离子电池中常用的正极材料之一。
随着电动车、储能系统等行业的快速发展,对于电池材料的能量密度和质量密度要求也越来越高。
本文旨在对比三种常见的三元正极材料的能量质量密度,从而更好地评估它们在电池制造中的应用前景。
内容如下:一、镍钴锰三元材料1. 镍钴锰三元材料是一种典型的三元正极材料,由镍、钴和锰组成,其中镍的含量占比较高。
2. 该材料在电动车和储能系统中得到了广泛应用,主要是由于其具有高能量密度、较高的循环寿命和较低的成本。
3. 在实际应用中,镍钴锰三元材料的能量密度约为180-200Wh/kg,质量密度约为5.8g/cm3。
二、镍钴铝三元材料1. 镍钴铝三元材料是相对较新的一种三元正极材料,与镍钴锰三元材料相比,由于铝的加入,使得其循环寿命和安全性更好。
2. 该材料的能量密度和循环寿命较高,但成本也相对较高。
3. 镍钴铝三元材料的能量密度约为200-220Wh/kg,质量密度约为5.0g/cm3。
三、镍钴钴三元材料1. 镍钴钴三元材料是一种相对较为特殊的三元正极材料,采用了少量的钴元素,以提高电池的能量密度。
2. 该材料在一些高端应用中有所应用,但成本相对较高,且循环寿命尚待提高。
3. 镍钴钴三元材料的能量密度约为220-240Wh/kg,质量密度约为5.2g/cm3。
四、对比分析1. 从能量密度来看,镍钴钴三元材料的能量密度最高,其次是镍钴铝三元材料,再次是镍钴锰三元材料。
2. 从质量密度来看,镍钴铝三元材料的质量密度最低,镍钴钴三元材料次之,镍钴锰三元材料最高。
3. 在实际应用中,镍钴锰三元材料由于成本低、循环寿命相对较好而被广泛应用,但其能量密度相对较低;而镍钴铝和镍钴钴三元材料由于较高的能量密度可能在一些对能量密度要求较高的特定场景得到应用。
五、结论1. 从能量质量密度对比来看,镍钴钴三元材料的能量密度虽然较高,但成本较高,且循环寿命有待提高;镍钴铝三元材料能量密度适中,但成本相对较高;而镍钴锰三元材料成本低、循环寿命较好,但能量密度相对较低。
复合金属氧化物
复合金属氧化物是指由两种或两种以上元素组成的氧化物,通常是由多种金属离子组
成的混合物,具有多种物理、化学性质,广泛应用于电子、光电子、催化、电池等领域。
复合金属氧化物具有复杂的结构和多种物理化学性质。
它们的晶体结构通常是多种金
属离子和氧化物离子相互作用形成的,如Al2O3-SiO2、Al2O3-TiO2、Al2O3-ZrO2等。
在
化学性质上,复合金属氧化物表现出多种催化性能,如气体分解、环境净化、有机合成等
催化反应,能够催化氧化反应、水解反应、加氢反应等。
复合金属氧化物的制备通常采用溶胶-凝胶法、水热法、共沉淀法、物理混合法等。
这些方法不仅能够制备高纯度和均匀性良好的复合金属氧化物,而且有利于控制其组成、
形貌和晶态等性质。
复合金属氧化物具有广泛的应用前景。
在电池领域,它们常常被用作正极材料,能够
提高电池的效率和寿命;在电子领域,复合金属氧化物的特殊性质可用于制造传感器、
LED等器件;在催化领域,复合金属氧化物被广泛应用于催化反应,如甲烷加氧、氮氧化
物减排、苯加氢等反应。
此外,复合金属氧化物还可以用于制备高效的光催化材料、电催
化材料、离子交换材料等。
总之,复合金属氧化物具有多种物理和化学性质,其制备方法和应用领域也十分广泛,为各种领域的研究和应用提供了广阔的空间。
《镍钴铝三元素复合氧化物》编制说明(讨论稿)一、工作简况1.1 任务来源与协作单位根据《工业和信息化部办公厅关于印发2017年第三批行业标准制修订计划的通知》(工信厅科[2017]40号)及全国有色金属标准化技术委员会《关于召开“铝及铝合金预拉伸板”等87项有色金属标准工作会议的通知》有色标委[2018]7号的文件精神,由中伟新材料有限公司负责起草《镍钴铝三元素复合氧化物》行业标准,项目计划编号2017-0215T-YS,计划完成年限2018年。
1.2 产品简介众所周知,锂电池用电池正极材料镍钴铝酸锂具有比其他电池正极材料更优秀的循环性能和能量密度,为更好的发挥镍钴铝酸锂优异的性能,必须先制备镍元素,钴元素,铝元素均匀混合的镍钴铝三元素复合氢氧化物(Ni x Co y Al1-x-y(OH)2),然后通过预烧热处理镍钴铝三元素复合氢氧化物而实现减少产品杂质含量、改善材料电性能及提高生产镍钴铝酸锂正极材料的生产效率即为镍钴铝三元素复合氧化物(Ni x Co y Al1-x-y O)的制备用镍钴铝三元素复合氧化物来制备镍钴铝酸锂的方法比起目前市面上传统的直接使用镍钴铝三元素复合氢氧化物制备镍钴铝酸锂的方法,能有效减少前驱体产物中硫酸根等阴离子杂质含量,改善前驱体材料的加工性能和安全性能。
高温热处理后前驱体颗粒内部孔隙结构分布均匀、颗粒比表面积更大,前驱体锂化过程中更容易渗透进入颗粒内部,能显著提高材料电化学活性,并且由于前驱体材料预烧热处理后水分的脱出,前驱体金属含量提高,有效减少了物流成本及提高生产镍钴铝酸锂正极材料的生产效率。
镍钴铝三元素复合氧化物为黑色球形或类球形粉末,大小为0-100μm,每粒粉末均由无数颗小于1μm的一次颗粒团聚形成,一次颗粒的形状有纺锤形,长条形,针形等许多形状。
镍钴铝三元素复合氧化物的SEM图片如图1所示:镍钴铝三元素复合氧化物的制备方法是先通过络合共沉淀法制备镍钴铝三元素复合氢氧化物,然后再将镍钴铝三元素复合氢氧化物通过加热设备(回转窑、推板窑、轨道窑等)进行高温干燥的预烧热处理,从而形成镍钴铝三元素复合氧化物产品。
镍钴铝酸锂生产商和镍钴铝三元素复合氧化物生产商是客户与供应商的关系。
镍钴铝三元素复合氧化物的行业标准既可作为镍钴铝三元素复合氧化物生产商的产品标准,也可作为镍钴铝酸锂生产商的原材料标准,该标准的建立将有利于供需双方更好的交流合作,更好的为打造镍钴铝酸锂的产业链而共同努力。
图1 镍钴铝三元素复合氧化物SEM图2.起草单位情况、主要工作过程、标准主要起草人及其所做工作2.1 起草单位情况中伟新材料有限公司是中伟集团响应国家能源战略号召、并着眼于第四次能源革命浪潮在新能源材料领域谋篇布局的重要一环,是中伟集团的一大重要布局。
目前,中伟新材料自主研发生产的三元前躯体材料产品及氧化钴材料,各项性能指标已处于全球领先地位,成为了多家世界500强企业战略合作伙伴、供应商,是国家高新技术企业,国家发改委、科技部重点扶持对象。
公司核心业务为新能源材料研发、生产与销售,在贵州铜仁、湖南长沙、湘潭等地拥有研发生产基地,已经与三十余家全球知名企业达成合作,产品广泛应用到家喻户晓的iPhone、samsung、LG、特斯拉、通用、比亚迪等著名品牌。
依托中国科学院、中国工程院等权威机构组建院士工作站,依托剑桥大学、香港科技大学、中南大学等学术机构成立联合研究所,同时广泛吸纳国内外高端人才,培育骨干团队,中伟新材料有限公司形成了新能源材料方面的强大研发实力和技术支撑,持续提升产品核心竞争力。
其研发生产的三元前驱体产品,打破长期以来国外的技术垄断,助力中国锂电新能源行业快速崛起,成为世界新能源领域的重要一极。
企业先后成为了“国家级先进储能材料研究中心”核心成员、国家重点基础研究发展计划(973计划)重要参与者,相继获得了国家科学技术进步奖、中国有色金属工业科学技术奖、教育部技术发明奖、湖南省科学技术进步奖等重要荣誉。
未来,中伟新材料有限公司将始终秉持开放、诚信、卓越、共赢的核心价值观,以开放的胸怀和广阔的视野,融入全球化时代。
紧跟”全球工业4.0“及“中国制造2025“发展步伐,聚焦七大国家战略新兴产业中的新能源领域,勇挑时代重任,立志有所作为。
2.2 主要工作过程根据任务落实会议精神,中伟新材料有限公司接到项目下达任务后,积极组织相关人员成立标准起草小组,由中伟新材料有限公司牵头,组织研发技术中心,技术部,知识产权部的相关人员共同组成标准编制组,通过各种渠道收集国内外锂电行业对镍钴铝三元素复合氧化物的需求和使用情况,查阅大量国内外镍钴铝三元素复合氧化物的生产、检验数据,进行了汇总、分析和讨论。
同时结合公司近年来在镍钴铝三元素复合氧化物方面的研发生产经验以及国内外对镍钴铝三元素复合氧化物的市场需求情况,并以企业技术标准为基础,确定了标准技术要求的原则。
主要进行了如下工作:2.2.1确立《镍钴铝三元素复合氧化物》行标起草应遵循的基本原则,制定了详细的计划及进度安排。
2.2.2收集、分析及研究了镍钴铝三元素复合氧化物的相关资料,汇总近年来生产、检验情况及用户对产品的反馈意见。
2.2.3对国内部分生产厂家进行调研,了解其工艺、产能、规格及质量控制水平等基本情况。
2.2.4确定产品化学、物理及电化学性能指标的检验方法。
2.2.5在统计分析的基础上起草了讨论草案稿,并在公司内部组织相关人员进行讨论,根据讨论意见进行了修改,在2018年3月份完成标准正式上会讨论稿及编制说明。
2.确定标准主要内容的论据2.1化学成分、物理性能2.1.1化学成分镍钴铝三元素复合氧化物所含元素中Ni、Co、Al三个元素为主含量,依据常规要求,其标准范围的制定是根据镍钴铝三元素复合氧化物的理论分子式及生产工艺和测试结果综合而定的。
杂质元素标准范围主要是依据客户的技术规格书、原材料品位及生产工艺的实际水平来制定的,同时参考了YS/T 1125-2016《镍钴铝酸锂》、YS/T 1127-2016《镍钴铝三元素复合氢氧化物》、GB/T 26300-2010《镍钴锰三元素复合氢氧化物》、GB/T 20252《钴酸锂》、GB/T 24533《锂电池石墨类负极材料》、YS/T 798-2012《镍钴锰酸锂》及YS/T 825-2013《钛酸锂》几个同类材料国标行标中杂质元素的种类及标准范围的相关内容。
见表2。
表2 化学成分2.2水分含量水分含量对其他关键主含量和杂质含量的稳定性能造成一定影响,应进行严格控制,综合客户的使用要求和目前的生产工艺实际水平,标准规定了镍钴铝三元素复合氧化物的水分含量应不大于0.6%。
2.3磁性异物材料中的磁性异物会导致制备成镍钴铝酸锂后磁性异物增加,会引起电池微短路或短路,使电池性能降低或报废。
产品的磁性异物含量应不大于0.000002%2.4物理性能物理性能是作为生产厂家在过程控制中,评判产品好坏的最直观的方法,因镍钴铝三元素复合氧化物不能直接制备成电池,因此电性能不作为镍钴铝三元素复合氧化物标准的涵盖范围,而以物理性能作为主要的评价指标。
编制组收集了主要客户对镍钴铝三元素复合氧化物的技术及使用要求,比较了国内同类厂家镍钴铝三元素复合氧化物的物理性能,确定了物理性能项目:松装密度、振实密度、粒度分布、比表面积、微观形貌。
2.4.1 松装密度和振实密度为了满足客户的使用要求,同时考虑到生产工艺实际水平和总体性能均衡,标准规定了镍钴铝三元素复合氧化物的松装密度定应不小于1.0g/cm3,振实密度应不小于1.5g/cm3。
2.4.2 粒度分布镍钴铝三元素复合氧化物为微米级粉体材料,粒度分布要求呈正态分布,且不可过于宽化,根据目前生产工艺水平,以及镍钴铝三元素复合氧化物自身特点,标准规定了镍钴铝三元素复合氧化物的粒度分布特征值范围:D10应大于等于1.0μm;D50应在3.0-20.0μm;D90应小于等于40μm。
2.4.3 比表面积考虑到客户使用时,能更好的控制烧结过程,标准规定了镍钴铝三元素复合氢氧化物的比表面积应不大于38 m2/g2.4.4 微观形貌在众多镍钴铝三元素复合氧化物的微观形貌中,球形和类球形颗粒的压实密度是最高的,也是层状结构和均一性最好的,标准规定了镍钴铝三元素复合氢氧化物的微观形貌为球形或类球形。
2.5其他上述指标包含目前市面上绝大部分镍钴铝三元素复合氢氧化物的产品范围,若需方有特殊要求,供需双方可根据需求协商上述技术指标。
三、主要试验(或验证)的分析、综述报告本标准所规定的检验项目符合镍钴铝三元素复合氧化物生产制作工艺要求,各项指标满足锂离子电池制作设备的设计要求,同时适用于工业化生产镍钴铝三元素复合氧化物材料的实际水平。
产品经过3个批次的验证,具体数据如下:1. 化学成分见表3。
表3 化学成分测试结果2. 物理性能见表4。
表4 物理性能测试结果四、标准水平1.采用国际标准和国外先进标准的程度没有查找到国内外镍钴铝三元素复合氧化物的相关标准,故没有相应的国内外标准可采用。
本标准规定的镍钴铝三元素复合氧化物是参照我公司的企业标准和客户需求来确定的。
2.与国际标准及国外标准水平对比标准水平达到国内先进水平。
3.与现有标准及制定中的标准协调配套情况本标准的制定与现有的标准及制定中的标准协调配套,无重复交叉现象。
4.涉及国内外专利及处置情况经查,本标准没有涉及国内外专利。
5.国内主要厂家指标数据对比情况国内批量生产镍钴铝三元素复合氧化物的同类厂家较少,暂无关键指标对比数据。
五、与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系本标准的制定过程、技术指标的选定、检验项目的设置符合现行法律、法规和强制性国家标准的规定。
六、重大分歧意见的处理经过和依据无七、标准作为强制性或推荐性标准的建议建议该标准作为推荐性行业标准。
八、贯彻标准的要求和措施建议,包括(组织措施、技术措施、过渡办法):由于本标准首次制定,没有特殊要求。
九、废止现有有关标准的建议无。
十、预期效果本标准的制定填补了国内无镍钴铝三元素复合氧化物专用标准的空白,标准的制定过程、技术指标的选定、检验项目的设置符合镍钴铝酸锂前躯体的要求。
本标准的发布、实施,有力推动我国镍钴铝三元素复合氧化物国产化、批量化的进程,为我国锂离子电池行业的发展起到积极作用。
选用符合本标准技术水平的镍钴铝三元素复合氧化物作为正极材料前躯体进行锂离子电池制造,将得到比较优良的电化学性能及安全性能。
通过大力推广和应用,可推动动力类锂离子电池材料的应用和发展。
十一、其他应予说明的事项参考资料清单:YS/T 1125-2016《镍钴铝酸锂》YS/T 1127-2016《镍钴铝三元素复合氢氧化物》YS/T 798-2012《镍钴锰酸锂》GB/T 26300-2010《镍钴锰三元素复合氢氧化物》《镍钴铝三元素复合氧化物》标准编制组2018-2-28。