電池材料

LiNiCoMnO2 Ni Co Mn 8 1 1 NCM 811 正極材リチウムイオン電池用高ニッケル三元系 NMC

商品番号 : CL04

価格は以下に基づいて変動します仕様とカスタマイズ

比放電容量 (0.1C, 3.0-4.3V): ≥205 - 210 mAh/g
化学組成: LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (NCM 811)
粉体充填密度: ≥3.2 g/cm³

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製品概要

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本製品は、次世代リチウムイオン電池の研究および高エネルギー密度セル製造のために特別に設計された、ニッケル・コバルト・マンガン比率8:1:1 ($LiNi_{0.8}Co_{0.1}Mn_{0.1}O_2$) の最適化された高ニッケル三元系正極材です。先進的な単結晶およびエンジニアリング多結晶構造の形態で提供され、広い動作電圧範囲において優れた放電比容量、卓越した初回クーロン効率、および強化された構造的堅牢性を発揮します。

過酷な電気化学環境向けに設計されており、粒子形態、微量不純物、および表面残留リチウム化合物 ($LiOH$ および $Li_2CO_3$) を厳密に制御することで、高ニッケル系材料の従来の課題を解決しています。これにより、電気自動車用駆動用バッテリー、航空宇宙システム、系統用蓄電、および高性能民生用電子機器向けのパウチ型、円筒型、角型セルの開発を行う研究者や産業エンジニアにとって理想的な活物質となります。

厳格な品質保証プロトコルの下で合成されたこの三元系粉末は、バッチ間の高い再現性と、繰り返しの充放電サイクルにおける熱的安定性を保証します。室温サイクルから45°Cまでの高温動作まで、高い容量維持率と強力な構造的完全性を維持します。

主な特長

高ニッケル化学組成: 80%のニッケル比率によりリチウムイオン抽出効率を最大化し、標準的な3.0–4.3Vの電圧範囲において0.1Cで205–210 mAh/gを超える放電比容量を実現します。
制御された粒子径分布: D50分布を制御した調整済みの粒子サイズにより、最適な充填密度を確保し、均一なスラリー流動性、欠陥のないドクターブレード塗工、および優れた電極カレンダー加工特性を促進します。
超低残留リチウム含有量: 熱処理プロセスにより表面残留リチウム水酸化物 ($LiOH \le 0.30–0.40\text{ wt}%$) およびリチウム炭酸塩 ($Li_2CO_3 \le 0.30\text{ wt}%$) を厳格に制限し、スラリーのゲル化を大幅に抑制し、高電圧サイクル中のセルガス発生を低減します。
高いタップ密度および圧縮密度: タップ密度 $\ge 2.1\text{ g/cm}^3$、粉末圧縮密度 $\ge 3.2\text{ g/cm}^3$ を達成し、コンパクトなセル形状で高い体積エネルギー密度を実現します。
優れた熱安定性および高温安定性: 高温動作環境（45°C）において卓越した電気化学的安定性を示し、初期放電容量222.2 mAh/g、50サイクル後も93%以上の容量維持率を誇ります。
厳格な磁性異物管理: 高度な電磁分離プロセスにより、強磁性不純物 ($Fe + Cr$) を100 ppb以下に厳格に抑え、組み立てられたセルにおける微小短絡リスクと自己放電率を最小限に抑えます。
低吸湿性: 気密バリア包装により水分含有量を $\le 600\text{ ppm}$ に維持し、非水電解液中での遷移金属の還元およびフッ化水素 ($HF$) の生成を防止します。
多様な構造オプション: マイクロクラックに対する機械的耐久性を最大化した単結晶形態と、リチウム拡散速度に優れた多結晶凝集形態の両方を提供します。

用途

用途	説明	主なメリット
電気自動車 (EV) 用駆動バッテリー	高容量NMC 811車載用パウチおよび角型セル用正極活物質。	重量エネルギー密度を最大化し、航続距離を延ばすと同時に堅牢なサイクル寿命を維持。
全固体電池研究	硫化物系および酸化物系全固体リチウム電池アーキテクチャへの統合。	高い構造安定性と低い表面反応性により、固体電解質との界面抵抗を低減。
航空宇宙・ドローン用電源システム	最大のエネルギー重量比が求められる軽量・高放電バッテリーパック。	高い比容量 (>210 mAh/g) により、出力性能を犠牲にすることなくパック全体の重量を削減。
民生用電子機器 (3Cデバイス)	プレミアムノートPC、スマートフォン、ウェアラブルデバイス用の薄型パウチセル。	高い圧縮密度 ($\ge 3.2\text{ g/cm}^3$) により、極めてコンパクトな形状で体積容量を最大化。
系統・産業用蓄電	過酷な日次サイクルプロトコルにさらされる大規模蓄電システム。	高い容量維持率 (室温で50サイクル後 >91%) により、長い運用寿命を確保。
学術・産業用電池R&D	ハーフセルおよびフルセルのコイン/パウチ試験用標準正極参照材料。	バッチ間の高い一貫性により、再現性の高い電気化学的ベンチマークとバインダー評価が可能。
高レート放電機器	電動工具、ロボットマニピュレーター、高速Cレート能力を要する医療機器。	0.1Cから2Cの連続放電領域にわたり、分極を最小限に抑えた安定したレート特性。

技術仕様

製品識別および梱包

パラメータ	値 / 規格
製品番号	CL04
化学式	$LiNi_{0.8}Co_{0.1}Mn_{0.1}O_2$ (NCM 811 / NMC 811)
利用可能な構造バリエーション	単結晶 Ni83 (CL04-M2S) / 多結晶標準 (CL04-M2C)
標準梱包	500 g / 真空密封アルミ箔袋

物理的および化学的特性

検査項目	単位	バリエーション CL04-M2S (単結晶 Ni83)	バリエーション CL04-M2C (多結晶)	試験方法 / 機器
粒子径分布 D10	$\mu m$	—	$5.0 \pm 1.0$	レーザー回折法 (Mastersizer 2000)
粒子径分布 D50	$\mu m$	$4.0 \pm 1.0$ (典型値: 3.6)	$10.0 \pm 2.0$	レーザー回折法 (Mastersizer 2000)
粒子径分布 D90	$\mu m$	—	$20.0 \pm 4.0$	レーザー回折法 (Mastersizer 2000)
最大粒子径 (Dmax)	$\mu m$	—	$\le 40.0$	レーザー回折法 (Mastersizer 2000)
比表面積 (SSA)	$m^2/g$	$0.6 \pm 0.2$ (典型値: 0.65)	$0.6 \pm 0.3$	BET窒素吸着法 (TriStar 3000)
タップ密度	$g/cm^3$	—	$\ge 2.1$	タップ密度計
粉末圧縮密度	$g/cm^3$	—	$\ge 3.2$	油圧式粉末プレス
水分含有量	$ppm$	—	$\le 600$	カールフィッシャー電量滴定法 @ 250°C (Metrohm 831/860)
pH値	—	$\le 11.70$ (典型値: 11.50)	$\le 11.80$	pHメーター (Mettler Toledo FE30)
残留アルカリ: $LiOH$ / $OH^-$	$wt%$	$\le 0.30$ (典型値: 0.21)	$\le 0.40$	電位差滴定法 (Mettler Toledo G20)
残留アルカリ: $Li_2CO_3$ / $CO_3^{2-}$	$wt%$	$\le 0.30$ (典型値: 0.09)	$\le 0.30$	電位差滴定法 (Mettler Toledo G20)
磁性不純物 ($Fe + Cr$)	$ppb$	—	$\le 100$	ICP-OES (Optima 2100DV)
0.1C 放電比容量 (3.0–4.3V)	$mAh/g$	$210 \pm 5$ (典型値: 210.2)	$\ge 205$	CR2016 コインハーフセル vs. $Li/Li^+$
初回クーロン効率	$%$	$89 \pm 1$ (典型値: 89.6)	$\ge 88$	CR2016 コインハーフセル (0.1C / 0.1C)

電気化学ハーフセル性能 (バリエーション CL04-M2S, 3.0–4.3V vs. $Li/Li^+$)

室温 (25°C) サイクルデータ

サイクルステップ / レートプロトコル	充電容量 ($mAh/g$)	放電容量 ($mAh/g$)	クーロン効率 (%)	容量維持率 (%)
1サイクル目 (0.1C / 0.1C)	234.5	210.2	89.6	100.0 (基準)
2サイクル目 (0.5C / 0.5C)	—	196.7	—	—
3サイクル目 (0.5C / 1.0C)	—	190.5	—	—
4サイクル目 (0.5C / 2.0C)	—	183.5	—	—
5サイクル目 (0.5C / 1.0C)	—	190.2	—	—
55サイクル目 (0.5C / 1.0C)	—	174.5	—	91.7 (50サイクル時)

高温 (45°C) サイクルデータ

サイクルステップ / レートプロトコル	充電容量 ($mAh/g$)	放電容量 ($mAh/g$)	クーロン効率 (%)	容量維持率 (%)
1サイクル目 (0.1C / 0.1C)	242.2	222.2	91.7	100.0 (基準)
2サイクル目 (0.5C / 0.5C)	—	213.8	—	—
3サイクル目 (0.5C / 1.0C)	—	208.1	—	—
4サイクル目 (0.5C / 2.0C)	—	201.6	—	—
5サイクル目 (0.5C / 1.0C)	—	206.3	—	—
55サイクル目 (0.5C / 1.0C)	—	191.9	—	93.0 (50サイクル時)

本製品を選ぶ理由

設計された構造的完全性: 単結晶バリエーションは、繰り返しの異方性格子膨張・収縮時の内部粒界マイクロクラックを排除し、長期間のサイクルにおける電解液の浸透と相劣化を防止します。
優れた表面化学制御: 残留塩基の厳格な低減により、PVDFバインダーの脱フッ化水素反応とそれに続くスラリーのゲル化を防止し、スラリーのポットライフ延長、スムーズなロール・ツー・ロール電極加工、およびセルの膨張を最小限に抑えます。
体積密度と重量密度のバランス: 圧縮密度 $\ge 3.2\text{ g/cm}^3$、放電比容量 210 mAh/g超を達成し、先進的なリチウムイオン化学において業界をリードするエネルギー密度を提供します。
厳格な品質とトレーサビリティ: すべての生産バッチは、包括的なICP-OES、カールフィッシャー滴定、およびレーザーPSD検証を経ており、ラボスケールの試作からパイロット生産まで卓越した均一性を保証します。
フルワークフロー互換性: ラボ用ミキサー、自動ブレードコーター、加熱カレンダープレス、コイン/パウチ組み立て装置とシームレスに統合でき、標準的なセル製造ワークフローへの完璧な組み込みを可能にします。

見積もり、製品安全データシート (MSDS)、または貴社のエネルギー貯蔵研究要件に合わせたカスタムバッチ配合については、弊社の技術営業チームまでお問い合わせください。