AC6753 LiNiCoMnO2 (NCM111) 片面コートアルミ箔

LiNiCoMnO2(NCM111)片面コートアルミ箔の説明

LiNiCoMnO2(NCM111)片面コーティングアルミ箔は、リチウムイオン電池電極用に設計された複合材料で、アルミ箔の構造的および機能的な利点と、精密に塗布されたNCM111(LiNiCoMnO2)正極層を組み合わせています。アルミニウム箔基材は、卓越した導電性（抵抗率～2.65×10^-8Ω・m）と機械的堅牢性を提供し、電極製造時および電池動作時の効率的な電流収集と構造的完全性を保証する。NCM111コーティングは、通常50～150μmの厚さで、スロットダイコーティングやドクターブレードなどの技術によって片面に均一に蒸着され、その後、最適な密度（≥3.2g/cm3）と接着性を達成するためにカレンダー処理が施される。

NCM111層は、明確な層状α-NaFeO2結晶構造（空間群*R-3m*）を示し、リチウム層と遷移金属（Ni、Co、Mn）酸化物層が交互に存在することが特徴である。この構成により、格子ひずみを最小限に抑えながら可逆的なリチウムイオンのインターカレーション／デインターカレーションが容易になり（～1～2％）、安定したサイクル性能に寄与する。この材料のバランスの取れた遷移金属比（Ni: Co: Mn = 1:1:1）は、不活性雰囲気下で200℃を超える酸素放出温度で熱安定性を維持しながら、適度なエネルギー密度（0.1℃で～160 mAh/g）を確保する。シングルサイド・コーティング設計により、活物質をコーティングされていない側の電解液から分離することで界面副反応を最小限に抑え、寄生リチウムめっきや高電圧（4.3V以上）での電解液分解を低減している。

導電性炭素添加剤（スーパーPなど）や高分子バインダー（PVDFなど）などの表面改質剤は、電子的パーコレーションと機械的凝集力を高めるためにコーティングに組み込まれている。アルミニウム箔の滑らかな表面（Ra <0.2μm）は均一なコーティング分布を保証し、高い引張強度（>150MPa）は圧延や積層工程での変形を防ぎます。また、この複合構造は優れた電気化学的適合性を示し、界面電荷移動抵抗値は30Ω・cm2以下であり、高電流密度（例えば2C）でも効率的なイオン輸送が可能である。さらに、アルミニウム基板固有の耐食性により、有機電解液中での酸化劣化が最小限に抑えられ、長期間の動作耐久性が保証される。

LiNiCoMnO2(NCM111)片面コートアルミ箔アプリケーション

LiNiCoMnO2(NCM111)片面コーティングアルミ箔は、先進的なリチウムイオン電池システムにおいて重要なコンポーネントであり、そのユニークな構造的および電気化学的特性を活用することで、多様な用途における性能を向上させます。アルミ箔基材の片面に均一なNCM111正極層を一体化した設計により、エネルギー密度、機械的安定性、界面効率を最適化します。

電気自動車（EV）では、この材料は高エネルギー密度のバッテリーパックにとって極めて重要であり、片面コーティングは電極の重量と厚さを削減すると同時に、強固な集電性を維持する。アルミニウム箔の高い導電性は効率的な電子輸送を保証し、EVの加速や回生ブレーキに不可欠な高速充放電速度をサポートします。さらに、孤立した活性層による界面抵抗の最小化により寄生反応が緩和され、長距離EVの主要要件である高電圧動作（4.3V以上）でのサイクル寿命が延びます。

スマートフォン、タブレット、ノートパソコンなどの民生用電子機器では、箔の小型・軽量設計により、バッテリー容量を損なうことなく機器のスリム化が可能になります。NCM111コーティングのバランスの取れたNi-Co-Mn比率は、安定した熱挙動を保証し、急速充電中の過熱リスクを低減します。導電性炭素添加剤のような表面改質はレート能力をさらに向上させ、ゲームやビデオストリーミングのような集中的なタスクの間、これらのデバイスが高い電力需要を維持することを可能にする。

エネルギー貯蔵システム（ESS）では、この材料は、送電網の安定化や再生可能エネルギーの統合に使用される大規模なリチウムイオン電池をサポートします。アルミニウム基板の耐食性と機械的耐久性は、変動する環境条件下での長寿命を保証し、NCM111層の適度なエネルギー密度（～160 mAh/g）と熱安定性（酸素放出＞200℃）は、定置型蓄電の安全性と信頼性の要求に合致している。

新しい用途としては、フレキシブル・エレクトロニクスやウェアラブル・エレクトロニクスがあり、箔の機械的柔軟性と薄いプロファイルは、曲げられる電池設計に対応する。片面コーティングは、電気化学的性能を犠牲にすることなく、曲面や伸縮可能なデバイスなど、従来とは異なるフォームファクターへの統合を可能にする。

さらに、電池のプロトタイピングや研究において、この箔は、その再現可能なモルフォロジーと明確に定義された界面特性により、新しい電解質、コーティング、またはドーピング戦略をテストするための標準化された電極プラットフォームとして機能する。また、アルミニウム基材はクローズドループ・システムで効率的に再生・再利用できるため、リサイクルプロセスとの適合性も循環型経済構想に合致している。

LiNiCoMnO2（NCM111）片面コーティングアルミ箔包装

当社の製品は、材料の寸法に基づいて様々なサイズのカスタマイズされたカートンに梱包されています。小さな商品はPP箱にしっかりと梱包され、大きな商品は特注の木枠に入れられます。包装のカスタマイズを厳守し、適切な緩衝材を使用することで、輸送中に最適な保護を提供します。

梱包カートン、木箱、またはカスタマイズ。

参考のため、梱包の詳細をご確認ください。

製造工程

1. 簡単な製造工程の流れ

2. 試験方法

(1) 化学成分分析 - GDMSまたはXRFなどの技術を用いて検証し、純度要件に適合していることを確認する。

(2) 機械的特性試験 - 引張強さ、降伏強さ、伸び試験を行い、材料の性能を評価する。

(3) 寸法検査 - 厚さ、幅、長さを測定し、指定された公差に準拠していることを確認する。

(4) 表面品質検査 - 目視および超音波検査により、傷、亀裂、介在物などの欠陥の有無を確認する。

(5) 硬度試験 - 均一性と機械的信頼性を確認するため、材料の硬度を測定する。

詳細については、SAM試験手順をご参照ください。

LiNiCoMnO2 (NCM111)片面コーティングアルミ箔に関するFAQ

Q1.なぜ両面ではなく片面コーティングなのですか？

片面コーティングは、電極の重量と厚みを減らすことができ、軽量化やフレキシブルな設計を必要とする用途（ウェアラブルエレクトロニクスなど）には非常に重要です。また、非コーティング面はアルミニウムと電解液の直接接触を防ぎ、高電圧（4.3V以上）での腐食や寄生反応を低減します。

Q2.コーティングはどのように行うのですか？

NCM111のスラリー（活物質、導電性カーボン、PVDFバインダー）は、スロットダイまたはドクターブレード技術によって均一にコーティングされ、その後、最適な密度（≥3.2 g/cm³）になるように乾燥とカレンダー処理が行われます。精密な制御により、コーティングの均一性（Ra <0.2μm）と密着性を保証します。

Q3.この材料の主な利点は何ですか？

高い導電性：アルミニウムの低い抵抗率（～2.65×10^-8 Ω-m）は、効率的な電流収集を保証します。

機械的耐久性：箔の引張強度（>150 MPa）は、電極のカレンダー加工とセルの組み立てに耐える。

電気化学的安定性：NCM111層のバランスの取れた遷移金属比（1:1:1）は、熱安定性（酸素放出>200℃）と適度なエネルギー密度（0.1℃で～160 mAh/g）を提供します。

界面効率：絶縁コーティングにより、リチウムめっきと電解液の分解が最小限に抑えられ、サイクル寿命が向上します。

関連情報

1. 一般的な調製方法

LiNiCoMnO2（NCM111）片面コーティングアルミ箔の調製には、材料合成、スラリー調合、精密コーティング技術を統合した多段階プロセスが含まれます。硫酸ニッケル（NiSO4-6H2O）、硫酸コバルト（CoSO4-7H2O）、硫酸マンガン（MnSO4-H2O）の水溶液を1：pH（10～12）と温度（50～60℃）を制御しながら1：1のモル比で混合し、水酸化物前駆体（NiCoMn(OH)2）を析出させる。この前駆体を水酸化リチウム（LiOH-H2O）と1：1.05モル比で混合し、酸素気流下、900～950℃で12～15時間焼成して層状NCM111構造を形成する。

電極作製のために、NCM111粉末を導電性カーボン（例えば、スーパーP、3〜5wt％）およびN-メチル-2-ピロリドン（NMP）に溶解したポリフッ化ビニリデン（PVDF、2〜3wt％）バインダーと混合し、均一なスラリーを形成する。このスラリーを、スロットダイまたはドクターブレード技術を用いて、前処理を施したアルミニウム箔（厚さ10～20μm、Ra＜0.2μm）の片面に均一にコーティングし、コーティング厚を50～150μmにする。コーティングされた箔は、溶媒を蒸発させるために80～120℃で乾燥され、その後、電極密度（≥3.2 g/cm3）と密着性を高めるために5～10 MPaの圧力下でカレンダー処理される。

主な技術革新としては、スラリーの濡れ性と界面結合を改善するために、プラズマ洗浄または化学エッチングによるアルミニウム箔の表面前処理が挙げられる。コーティング後の熱アニール（200～300℃）は、NCM111層をさらに安定させ、残留応力を低減するために適用される。レーザー膜厚計や剥離強度試験などの品質管理手段により、均一性（コーティング膜厚公差±2μm）と機械的完全性（接着強度1.5N/cm以上）を保証する。シングルサイド・デザインは、材料の無駄を最小限に抑え、セル組立ラインへの統合を簡素化する一方、コーティングされていないアルミニウム面は、電流収集とタブ溶接のためにそのままの状態を保ちます。この方法は、拡張性、コスト、性能のバランスがとれており、先進的なリチウムイオン電池用の高効率電極の大量生産を可能にする。