AC6758 LiNiCoMnO2 (NCM622) 片面コート正極電極ディスク

LiNiCoMnO₂ (NCM622) シングルサイドコート正極電極ディスクの説明

LiNiCoMnO₂（NCM622）片面コート正極電極ディスクは、高エネルギー密度と電気化学的安定性のために設計された特殊なリチウムイオン電池部品です。正極材料は、LiNi₀.Co₀.₂Mn₀.₂Mn₀の化学量論で、層状α-NaFeO₂構造（空間群*R-3m*）で結晶化し、リチウムと遷移金属酸化物の交互層によって特徴付けられる。この構成は、効率的なリチウムイオンのインターカレーションとデインターカレーションを促進し、0.1Cレートで〜170〜190mAh/gの可逆的な比容量を提供する。厚さ15μmのアルミ箔基材は、導電性の高い集電体として機能し、低い電気抵抗率（～2.65×10-⁸Ω・m）と堅牢な機械的強度（引張強さ150MPa以上）を示し、電極製造とセル組立時の構造的完全性を確保する。

通常60-100μm厚の片面コーティングは、NCM622粉末、導電性炭素添加剤（例えば、3-5wt%カーボンブラック）、およびポリフッ化ビニリデン（PVDF）バインダーで構成され、スロットダイコーティングやドクターブレードなどの精密技術により均一に塗布される。 制御された圧力（5-10MPa）下でのコーティング後のカレンダー処理により、電極密度（≥3.5g/cm³）と接着強度（>1.8N/cm）が最適化され、サイクル中の剥離リスクが最小限に抑えられる。NCM622の組成は、ニッケルの高容量寄与とコバルトの構造安定性、マンガンの耐熱性のバランスをとり、不活性条件下で210℃を超える酸素放出開始温度を達成する。原子層堆積法（ALD）による極薄Al₂O₃コーティングや微量ドーパント（Ti、Mgなど）などの表面改質は、寄生反応を抑制して界面安定性を高め、高電圧（4.4Vまで）でも電荷移動抵抗（R_ct < 35Ω・cm²）を低減します。

この材料は、サイクル中に適度な体積変化（～2～4%の格子ひずみ）を示しますが、これは最適化された遷移金属比によって緩和され、Li/Niカチオンの混合（5%未満）と相転移を低減します。レーザーによる膜厚モニタリングとプラズマによる表面活性化を含む高度な製造プロトコルは、コーティングの均一性（膜厚公差±2μm）と、電解液の効率的な浸透のための調整された多孔性を保証します。シングルサイド設計により、アルミニウム基板と電解液の直接接触が最小限に抑えられ、高電圧動作下での腐食やリチウムめっきが防止される。この構成はまた、アルミニウム箔とNCM622層がクローズドループプロセスで効率的に分離できるため、リサイクル性にも合致している。 高エネルギー密度、熱耐性、機械的耐久性を兼ね備えたこの電極ディスクは、先進的な電池研究と性能検証のための強固なプラットフォームの一例である。

LiNiCoMnO2(NCM622)片面コーティング正極電極ディスクの用途

LiNi₀.Co₀.₀₂O₂ (NCM622)片面コーティング正極電極ディスクは、高いエネルギー密度、良好な電気化学的性能、および費用対効果により、様々なリチウムイオン電池用途で広く利用されている汎用性の高いコンポーネントです。

電気自動車（EV）の領域では、NCM622は著名な正極材料の役割を果たしている。そのバランスの取れた組成は、ニッケルを多く含むカソードの高容量と、マンガンとコバルトが提供する熱安定性の間の妥協点を提供する。このバランスにより、NCM622はエネルギー密度と安全性の両方が最優先されるEVバッテリーに適している。

EV以外にも、NCM622はスマートフォン、ノートパソコン、タブレットなどの携帯電子機器に採用されている。この材料の高い比容量と安定したサイクル性能は、民生用電子機器において重要な要素である電池寿命の延長と信頼性の向上に貢献する。

エネルギー貯蔵システム（ESS）では、NCM622ベースのカソードがグリッド貯蔵や再生可能エネルギー統合に使用されている。数多くの充放電サイクルにわたって安定した性能を発揮できることから、長期的なエネルギー貯蔵ソリューションを必要とする用途に適している。

さらに、NCM622は全固体電池（ASSB）の開発においても検討されている。研究は、TiO₂-LiFのような材料によるコーティングのような表面改質が、界面安定性とイオン伝導性に関連する課題に対処し、ASSBにおけるNCM622カソードのサイクル安定性と性能を高めることができることを示している。

LiNiCoMnO2（NCM622）片面コートカソード電極ディスク包装

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。梱包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.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 (NCM622)片面コーティング正極電極ディスクに関するFAQ

Q1.なぜNCMに高ニッケルが使われているのですか？

高ニッケル変種（例えばNCM811）はエネルギー密度（～250 mAh/g）を向上させますが、高電圧（>4.5V）での酸素損失や構造劣化などの課題があります。表面コーティング（フィチン酸ナトリウムなど）やドーピング（Ti、Mgなど）のような技術革新は、これらの問題を軽減し、熱安定性とサイクル寿命を改善します。

Q2.NCMはどのように電池の安全性を高めるのですか？

フィチン酸ナトリウムコーティングのような改良は、熱暴走の開始温度を45%遅らせ（125.9℃→184.8℃）、高エントロピードーピングは格子ひずみを減少させ（0.5%未満）、クラックを防ぎます。これらの戦略により、過酷な条件下でも構造的完全性が確保される。

Q3.NCMはLFPやLCOカソードと比べてどうですか？

NCMはリン酸鉄リチウム（LFP）よりも高いエネルギー密度を提供しますが、安全のために安定化が必要です。酸化コバルトリチウム（LCO）と比較すると、性能を維持しながらコバルト依存度とコストを削減できます。

関連情報

1.一般的な調製方法

LiNi₆.Co₀.₂Mn†O₂ (NCM622)片面コート正極電極ディスクの調製には、最適な電気化学的性能と構造的完全性を確保するための一連の正確なステップが含まれる。最初に、活物質であるNCM622粉末を共沈法で合成する。この工程では、ニッケル、コバルト、硫酸マンガンの溶液を60：20：20のモル比で混合する。次に、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムを溶液に加え、水酸化物前駆体Ni₆.₀.₆Co₀.₀₂(OH)₂を沈殿させる。得られた沈殿物を濾過し、洗浄し、80℃から200℃の範囲の温度で4～8時間乾燥させる。その後、乾燥した前駆体を大気炉で300℃～600℃の温度で8～15時間熱処理し、酸化物を得る。この酸化物を、炭酸リチウムのようなリチウム塩と、固体反応を促進するためのB₂O₃やLiClのようなフラックス添加剤とともに、1：1〜1：1.15のモル比で混合する。混合物は十分に均質化され、2段階の焼結工程にかけられる。最初は空気気流中700℃から800℃で6時間から8時間、続いて酸素気流中850℃から950℃で8時間から15時間焼結する。焼結後、製品は冷却され、粉砕され、325メッシュのスクリーンでふるい分けられ、最終的なNCM622パウダーが得られる。この粉末を導電性カーボン（Super P）およびポリフッ化ビニリデン（PVDF）のようなバインダーと、溶媒としてN-メチル-2-ピロリドン（NMP）を用いて8：1：1の重量比で混合し、均質なスラリーを形成する。このスラリーをアルミニウム箔集電体の片面にドクターブレードコーティングなどの技術を用いてコーティングする。塗布された箔は70℃で3時間乾燥され、溶媒が除去された後、電極密度と接着性を高めるためにカレンダー処理が施される。最後に、電極シートを直径15mmのディスクに打ち抜き、リチウムイオン電池のコインセル組立の正極として使用する。