{"id":35028,"date":"2022-03-08T03:42:19","date_gmt":"2022-03-08T03:42:19","guid":{"rendered":"https:\/\/www.takomabattery.com\/?p=35028"},"modified":"2022-05-23T10:05:24","modified_gmt":"2022-05-23T10:05:24","slug":"summary-of-development-of-high-voltage-cathode-materials-for-lithium-batteries","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.takomabattery.com\/es\/summary-of-development-of-high-voltage-cathode-materials-for-lithium-batteries\/","title":{"rendered":"Resumen del desarrollo de materiales cat\u00f3dicos de alta tensi\u00f3n para bater\u00edas de litio"},"content":{"rendered":"<div data-elementor-type=\"wp-post\" data-elementor-id=\"35028\" class=\"elementor elementor-35028\" data-elementor-post-type=\"post\">\n\t\t\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-top-section elementor-element elementor-element-e32f97b elementor-section-boxed elementor-section-height-default elementor-section-height-default\" data-id=\"e32f97b\" data-element_type=\"section\" data-e-type=\"section\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-container elementor-column-gap-default\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-100 elementor-top-column elementor-element elementor-element-5f10c4a\" data-id=\"5f10c4a\" data-element_type=\"column\" data-e-type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap\">\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-top-section elementor-element elementor-element-f8d3456 elementor-section-boxed elementor-section-height-default elementor-section-height-default\" data-id=\"f8d3456\" data-element_type=\"section\" data-e-type=\"section\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-container elementor-column-gap-default\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-100 elementor-top-column elementor-element elementor-element-c8dd46d\" data-id=\"c8dd46d\" data-element_type=\"column\" data-e-type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-e5cc4f8 elementor-widget elementor-widget-heading\" data-id=\"e5cc4f8\" data-element_type=\"widget\" data-e-type=\"widget\" data-widget_type=\"heading.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<h1 class=\"elementor-heading-title elementor-size-default\">Resumen del desarrollo de materiales cat\u00f3dicos de alta tensi\u00f3n para bater\u00edas de litio<\/h1>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-top-section elementor-element elementor-element-f185000 elementor-section-boxed elementor-section-height-default elementor-section-height-default\" data-id=\"f185000\" data-element_type=\"section\" data-e-type=\"section\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-container elementor-column-gap-default\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-100 elementor-top-column elementor-element elementor-element-f71df41\" data-id=\"f71df41\" data-element_type=\"column\" data-e-type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-50221ca elementor-widget elementor-widget-text-editor\" data-id=\"50221ca\" data-element_type=\"widget\" data-e-type=\"widget\" data-widget_type=\"text-editor.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<div style=\"padding-left: 2.2em; padding-right: 2.2em; line-height: 40px;\"><div style=\"border: 2px solid #ccc;\"><ol style=\"padding-left: 2.2em; line-height: 40px;\"><li><a href=\"#High_voltage_high_compaction_lithium_cobalt_oxide\">\u00d3xido de litio y cobalto de alta tensi\u00f3n y alta compactaci\u00f3n<\/a><\/li><li><a href=\"#High_voltage_ternary_material\">Material ternario de alta tensi\u00f3n<\/a><\/li><li><a href=\"#5V_nickel_manganese_spinel\">5V n\u00edquel manganeso espinela<\/a><\/li><li><a href=\"#Li-rich_manganese_layered_solid_solution\">Soluci\u00f3n s\u00f3lida estratificada de manganeso rica en Li<\/a><\/li><\/ol><\/div><p>La investigaci\u00f3n y el desarrollo de materiales para c\u00e1todos de bater\u00edas de litio siempre ha sido una de las \u00e1reas m\u00e1s importantes de la investigaci\u00f3n en bater\u00edas de litio. C\u00f3mo desarrollar materiales para c\u00e1todos de bater\u00edas de litio es tambi\u00e9n un tema que preocupa mucho a todo el mundo.<\/p><p>Me gustar\u00eda exponer aqu\u00ed algunas opiniones personales sobre la tendencia de desarrollo de los materiales de c\u00e1todo de las bater\u00edas de litio. En la actualidad, hay dos rutas b\u00e1sicas para el desarrollo de las bater\u00edas de iones de litio, una son las bater\u00edas de potencia a gran escala, y la otra son las bater\u00edas peque\u00f1as en el campo 3C.<\/p><p>El punto b\u00e1sico es que el desarrollo actual de los veh\u00edculos el\u00e9ctricos est\u00e1 muy por detr\u00e1s de las expectativas de la gente, y el campo 3C seguir\u00e1 siendo el principal campo de batalla de las bater\u00edas de litio en los pr\u00f3ximos a\u00f1os.<\/p><p>Por tanto, personalmente creo que la tendencia de desarrollo del campo 3C en los \u00faltimos a\u00f1os ha determinado b\u00e1sicamente la direcci\u00f3n de desarrollo principal de los materiales para electrodos de bater\u00edas de litio. Entonces, \u00bfc\u00f3mo se desarrolla el campo 3C?<\/p><p>Personalmente, bajo la premisa de garantizar la seguridad y una ciclabilidad adecuada, mejorar la energ\u00eda (principalmente la densidad de energ\u00eda volum\u00e9trica) de las bater\u00edas de litio sigue siendo la direcci\u00f3n b\u00e1sica de desarrollo de las peque\u00f1as bater\u00edas de litio en los pr\u00f3ximos a\u00f1os.<\/p><p><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-35039\" src=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/High-voltage-high-compaction-lithium-cobalt-oxide.jpg\" alt=\"\u00d3xido de litio y cobalto de alta tensi\u00f3n y alta compactaci\u00f3n\" width=\"1000\" height=\"600\" srcset=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/High-voltage-high-compaction-lithium-cobalt-oxide.jpg 1000w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/High-voltage-high-compaction-lithium-cobalt-oxide-300x180.jpg 300w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/High-voltage-high-compaction-lithium-cobalt-oxide-768x461.jpg 768w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/High-voltage-high-compaction-lithium-cobalt-oxide-600x360.jpg 600w\" sizes=\"(max-width: 1000px) 100vw, 1000px\" \/><\/p><p>Hay dos formas principales de mejorar la densidad energ\u00e9tica: aumentar la capacidad del material del electrodo o aumentar la tensi\u00f3n de trabajo de la pila. <a href=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/es\/the-ultimate-energy-source-high-voltage-battery\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><span style=\"text-decoration: underline;\"><span style=\"color: #333399; text-decoration: underline;\">\u00bfLas pilas m\u00e1s grandes tienen m\u00e1s voltaje<\/span><\/span><\/a>? No siempre. Por eso ser\u00eda estupendo poder combinar alta tensi\u00f3n y alta capacidad. De hecho, \u00e9sta es la corriente principal del desarrollo actual de materiales para c\u00e1todos de bater\u00edas de litio 3C.<\/p><p>(Nota: El voltaje del material del electrodo positivo en este art\u00edculo es el voltaje de media celda a menos que se especifique lo contrario, y el voltaje de carga de la bater\u00eda de celda completa con grafito como electrodo negativo debe restarse en 0,15 V).<\/p><h2 id=\"High_voltage_high_compaction_lithium_cobalt_oxide\">\u00d3xido de litio y cobalto de alta tensi\u00f3n y alta compactaci\u00f3n<\/h2><p>A lo largo de los a\u00f1os, se ha predicho que el LCO ser\u00e1 sustituido por otros materiales, pero lo cierto es que la producci\u00f3n de LCO sigue aumentando de forma constante a\u00f1o tras a\u00f1o, y es poco probable que desaparezca en los pr\u00f3ximos diez o dos a\u00f1os.<\/p><p>La reciente industrializaci\u00f3n del LCO de alto voltaje (4,5 V) y alta presi\u00f3n (4,1) (LCO de gama alta) ha desarrollado el LCO hasta el extremo, lo que constituye un ejemplo cl\u00e1sico del desarrollo de los materiales de las bater\u00edas de litio.<\/p><p>De la capacidad del LCO convencional de 4,2V145, a la capacidad de 4,35V que supera los 155 en la primera etapa, y luego a la capacidad de 4,5V que supera los 185 en la segunda etapa (incluso la capacidad de 4,6V puede acercarse a los 215), el LCO se ha desarrollado b\u00e1sicamente hasta su l\u00edmite.<\/p><p>Parece que el peque\u00f1o aumento de la tensi\u00f3n de carga de 0,15V requiere la acumulaci\u00f3n y el progreso de la tecnolog\u00eda detr\u00e1s de \u00e9l, pero pocos fabricantes chinos lo tienen. La modificaci\u00f3n de 4,35V en la primera etapa es relativamente f\u00e1cil. Hace tres o cuatro a\u00f1os, las empresas extranjeras ya han industrializado, y el principio es principalmente la modificaci\u00f3n de dopaje.<\/p><p>La segunda etapa de la tecnolog\u00eda de 4,5 V es m\u00e1s dif\u00edcil y requiere dopaje masivo + recubrimiento superficial. En la actualidad, hay varias empresas en el mundo que pueden suministrar peque\u00f1os lotes de productos.<\/p><p>B\u00e1sicamente, se han divulgado elementos modificados, principalmente Mg, Al, Ti, Zr, etc. En cuanto al mecanismo de acci\u00f3n de los distintos elementos, la mayor\u00eda de la gente no lo tiene claro. La clave de la tecnolog\u00eda LCO de gama alta es qu\u00e9 elemento dopar, c\u00f3mo dopar y cu\u00e1nto dopar.<\/p><p>Del mismo modo, la dificultad del revestimiento de superficies estriba, en primer lugar, en qu\u00e9 tipo de revestimiento elegir y, a continuaci\u00f3n, qu\u00e9 tipo de m\u00e9todo de revestimiento utilizar y la cantidad de revestimiento.<\/p><p>Por ejemplo, el \u00f3xido de recubrimiento superficial LCO es un m\u00e9todo de modificaci\u00f3n necesario para la alta tensi\u00f3n de 4,5 V. El recubrimiento puede aplicarse sobre el precursor o sobre el producto sinterizado. Se puede elegir entre recubrimiento h\u00famedo o recubrimiento seco.<\/p><p>El revestimiento h\u00famedo puede ser de hidr\u00f3xido o de alc\u00f3xido. En cuanto al equipo de revestimiento, la elecci\u00f3n tambi\u00e9n es muy amplia. Para ello hay que elegir una ruta de restricci\u00f3n adecuada en funci\u00f3n de la acumulaci\u00f3n tecnol\u00f3gica y la situaci\u00f3n econ\u00f3mica de cada uno. Se dice que todos los caminos conducen a Roma, y la ruta que m\u00e1s le conviene es la mejor tecnolog\u00eda.<\/p><p>La segunda es que los LCO de gama alta se posicionan como productos de alto valor a\u00f1adido, como los tel\u00e9fonos inteligentes y las tabletas. Estos aparatos inteligentes est\u00e1n b\u00e1sicamente monopolizados por Europa, Estados Unidos, Jap\u00f3n y Corea del Sur. Si los fabricantes compran LCO nacionales sin derechos de propiedad intelectual,<\/p><p>Habr\u00e1 un gran riesgo de disputas sobre patentes en el \u00e1mbito internacional, como se desprende de la pr\u00e1ctica de Apple de especificar materiales cat\u00f3dicos para varios fabricantes de bater\u00edas.Sin embargo, las industrias de tel\u00e9fonos inteligentes y tabletas de China acaban de empezar en los \u00faltimos a\u00f1os, y no pueden permitirse LCO de gama alta con precios m\u00e1s elevados.<\/p><p>Sin embargo, las industrias de tel\u00e9fonos inteligentes y tabletas de China acaban de empezar en los \u00faltimos a\u00f1os, y no pueden permitirse LCO de gama alta con precios m\u00e1s elevados. El tercer factor es que el electrolito de alta presi\u00f3n nacional no es suficiente, y el LCO de gama alta es particular sobre el electrolito de alta presi\u00f3n, de lo contrario la seguridad no ser\u00e1 f\u00e1cil de pasar.<\/p><p>B\u00e1sicamente, puede decirse que, aunque el LCO de gama alta se ha aplicado con \u00e9xito en Apple, ahora se enfrenta a una situaci\u00f3n embarazosa en China. Que el LCO de gama alta pueda desarrollarse en China depende de que la industria nacional de smartphones y tabletas pueda hacerlo. Despertar. Por supuesto, otra cosa ser\u00eda que FMC interpusiera una demanda.<\/p><p><img decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-35040\" src=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/High-voltage-ternary-material.jpg\" alt=\"Material ternario de alta tensi\u00f3n\" width=\"1000\" height=\"700\" srcset=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/High-voltage-ternary-material.jpg 1000w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/High-voltage-ternary-material-300x210.jpg 300w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/High-voltage-ternary-material-768x538.jpg 768w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/High-voltage-ternary-material-600x420.jpg 600w\" sizes=\"(max-width: 1000px) 100vw, 1000px\" \/><\/p><h2 id=\"High_voltage_ternary_material\">Material ternario de alta tensi\u00f3n<\/h2><p>Te\u00f3ricamente, los NMC tienen la ventaja inherente de evolucionar hacia tensiones elevadas. La tensi\u00f3n de prueba est\u00e1ndar de la media pila NMC es de 4,35 V, a la que las NMC ordinarias pueden mostrar un buen rendimiento de ciclo. Cuando se aumenta la tensi\u00f3n de carga a 4,5 V, la capacidad de las NMC sim\u00e9tricas (333 y 442) puede alcanzar 190, y la ciclabilidad no es mala.<\/p><p>Despu\u00e9s de cargar a 4,6V, el ciclo de NMC no es bueno, y la flatulencia tambi\u00e9n es muy grave. Sin embargo, creemos que NMC se puede cargar a 4,6V a trav\u00e9s de la modificaci\u00f3n para satisfacer las necesidades pr\u00e1cticas reales.<\/p><p>El NMC sim\u00e9trico modificado puede alcanzar una capacidad de m\u00e1s de 200 en una bater\u00eda completa de 4,45 V, lo cual es bastante impresionante. El m\u00e9todo de modificaci\u00f3n del NMC es b\u00e1sicamente el mismo que el del LCO. Tambi\u00e9n se trata de dopaje masivo + revestimiento superficial, y adem\u00e1s tiene un contenido t\u00e9cnico considerable.<\/p><p>En la actualidad, no existe un mercado para los NMC de alto voltaje, porque el posicionamiento de mercado de los NMC de alto voltaje es b\u00e1sicamente el mismo que el de los LCO de gama alta, y ambos se utilizan en el campo de los 3C de gama alta. Sin embargo, la aplicaci\u00f3n de LCO de gama alta en tel\u00e9fonos inteligentes y tabletas acaba de empezar, y los NMC de alta tensi\u00f3n naturales no se han desarrollado en consecuencia.<\/p><p>La NMC de alto voltaje deber\u00eda ser una continuaci\u00f3n de la LCO de alto voltaje. Despu\u00e9s de que el LCO de alto voltaje impulse la demanda de alto voltaje de las bater\u00edas peque\u00f1as, el NMC de alto voltaje sustituye parte de su mercado. Despu\u00e9s de todo, la NMC sigue teniendo una ventaja de precio, que se hace cada vez m\u00e1s evidente con la subida del precio del cobalto.<\/p><p>Otro factor limitante es el problema del electrolito a alta presi\u00f3n. Los problemas de producci\u00f3n de gas NMC y de almacenamiento a alta temperatura son m\u00e1s destacados, sobre todo a alta presi\u00f3n. El problema de la producci\u00f3n de gas debe ser abordado por los colegas tanto en el electrolito como en el propio material, con el fin de lograr mejores resultados.<\/p><p>Seg\u00fan nuestra experiencia acumulada, los problemas de seguridad y producci\u00f3n de gas del ternario de alta presi\u00f3n pueden resolverse con el avance de la tecnolog\u00eda, pero el tiempo puede ser m\u00e1s largo.<\/p><p>Por lo tanto, personalmente creo que la investigaci\u00f3n y el desarrollo de NMC de alto voltaje en China deben seguir adelante, y la industrializaci\u00f3n debe ajustarse adecuadamente. Por supuesto, el desarrollo actual de los NMC en China ha entrado en el callej\u00f3n sin salida de la b\u00fasqueda unilateral del ternario de alto n\u00edquel, lo que resulta evidente por el entusiasmo de los chinos por el 811.<\/p><p>Mucha gente siempre se ha interesado por los materiales de las bater\u00edas de Apple. Por lo que yo s\u00e9, el i-Phone5 utiliza un LCO de gama alta con un voltaje l\u00edmite superior de 4,3 V. El i-Pad3 utiliza un material mixto de LCO de gama alta y NMC532. En cuanto a la proporci\u00f3n de mezcla de ICP, si quieres saber qu\u00e9 material se utiliza para LCO y NMC, puedes verlo a simple vista en la foto SEM.<\/p><p>\u00bfPor qu\u00e9 son diferentes los materiales utilizados en el i-Phone 5 y el i-Pad 3? La raz\u00f3n es muy sencilla, el ajuste del voltaje de apagado y la insensibilidad del precio hacen del LCO de gama alta una elecci\u00f3n inevitable para el i-Phone 5.<\/p><p>El margen de beneficio del i-Pad no es tan alto como el del i-Phone. Es posible elegir materiales mixtos de menor coste y utilizar NMC para liberar mayor capacidad con la condici\u00f3n de reducir la tensi\u00f3n de desconexi\u00f3n, lo que puede decirse que mata dos p\u00e1jaros de un tiro.<\/p><p>Adem\u00e1s, despu\u00e9s de mezclar LCO y NMC, el problema de producci\u00f3n de gas de NMC se suprime significativamente, la vida de almacenamiento a alta temperatura tambi\u00e9n mejora mucho, y la seguridad de LCO tambi\u00e9n mejora, lo que puede atribuirse al efecto sin\u00e9rgico. Obviamente, un mayor voltaje y densidad de energ\u00eda son las opciones inevitables para el i-Phone de la pr\u00f3xima generaci\u00f3n de i-Pad.<\/p><p>Como se mencion\u00f3 anteriormente, debido a razones de propiedad intelectual, la bater\u00eda de litio de gama alta LCO de Apple no tiene el pastel de los fabricantes nacionales. Tal vez todav\u00eda hay una oportunidad para NMC de alto voltaje. Depende de si la industria nacional de tel\u00e9fonos inteligentes y tabletas puede hacerlo.<\/p><p><img decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-35038\" src=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/5V-nickel-manganese-spinel.jpg\" alt=\"5V n\u00edquel manganeso espinela\" width=\"1000\" height=\"743\" srcset=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/5V-nickel-manganese-spinel.jpg 1000w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/5V-nickel-manganese-spinel-300x223.jpg 300w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/5V-nickel-manganese-spinel-768x571.jpg 768w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/5V-nickel-manganese-spinel-600x446.jpg 600w\" sizes=\"(max-width: 1000px) 100vw, 1000px\" \/><\/p><h2 id=\"5V_nickel_manganese_spinel\">5V n\u00edquel manganeso espinela<\/h2><p>En comparaci\u00f3n con los materiales de soluci\u00f3n s\u00f3lida estratificada (OLO) ricos en litio y manganeso de los \u00faltimos a\u00f1os, tanto nacionales como extranjeros, la espinela de n\u00edquel-manganeso (LNMS) no parece atraer mucho la atenci\u00f3n.<\/p><p>Pero lo que quiero decir aqu\u00ed es que el LNMS es precisamente el m\u00e1s maduro en materiales de 5V. Nuestras investigaciones demuestran que tras el dopaje y la modificaci\u00f3n de este material, incluso con electrolitos convencionales, presenta una buena ciclabilidad y rendimiento de tasa. Por supuesto, hay que seguir mejorando la seguridad.<\/p><p>El rendimiento electroqu\u00edmico disminuy\u00f3 a una temperatura elevada de 55 grados, pero segu\u00eda siendo aceptable. B\u00e1sicamente, puede decirse que el LNMS modificado est\u00e1 relativamente maduro en cuanto al material en s\u00ed. Tambi\u00e9n hay dos factores que restringen la industrializaci\u00f3n del HNMS. El primero sigue siendo el problema del electrolito de alta presi\u00f3n.<\/p><p>5V Para los electrolitos convencionales, incluso con aditivos, la descomposici\u00f3n oxidativa sigue siendo grave, y ser\u00e1 m\u00e1s prominente a una temperatura elevada de 55 grados. Por lo tanto, desde la perspectiva del uso pr\u00e1ctico, el electrolito sigue siendo el principal problema que hay que resolver. El segundo factor es el posicionamiento de LNMS en el mercado.<\/p><p>El LNMS tiene un alto voltaje de 5V y una capacidad de 130V. Mucha gente da por sentado que en el futuro ser\u00e1 el principal material sustituto del LCO de las bater\u00edas peque\u00f1as de 3C. \u00bfEs as\u00ed?<\/p><p>Podemos superponer las curvas de descarga de LNMS y 4,2V, 4,35V y 4,5VLCO en un gr\u00e1fico y luego integrarlas para comparar las densidades de energ\u00eda de LNMS y LCO.<\/p><p>Aunque el HNMS tiene un alto voltaje de 4,7V, su densidad energ\u00e9tica es s\u00f3lo ligeramente superior a la del LCO de 4,35V. Teniendo en cuenta que LCO puede alcanzar una compactaci\u00f3n de 4,1 y LNMS s\u00f3lo puede llegar a 3,0, la densidad de energ\u00eda volum\u00e9trica de LNMS ya es superior a la de 4,35VLCO es baja.<\/p><p>Por no hablar de la comparaci\u00f3n con el LCO de 4,5 V. Un simple an\u00e1lisis demuestra que el LNMS no tiene ninguna ventaja en cuanto a densidad energ\u00e9tica en comparaci\u00f3n con el LCO de gama alta y el NMC de alto voltaje en bater\u00edas peque\u00f1as de 3C.<\/p><p>En cuanto al precio, LNMS es mucho m\u00e1s barato, pero la bater\u00eda 3C de gama alta no es tan sensible al precio. Entonces, \u00bfcu\u00e1l es la posici\u00f3n de HNMS? Personalmente, creo que la combinaci\u00f3n de LNMS\/LTO puede aplicarse a los HEV.<\/p><p>La densidad energ\u00e9tica de este sistema es superior a la de LMO\/LTO, y es probable que se convierta en la alternativa de pr\u00f3xima generaci\u00f3n a las bater\u00edas el\u00e9ctricas LMO\/LTO. El desarrollo de los veh\u00edculos el\u00e9ctricos est\u00e1 muy por debajo de las expectativas de la gente, por lo que personalmente creo que la comercializaci\u00f3n del LHMS puede tardar unos a\u00f1os despu\u00e9s de que el HEV se haya desarrollado hasta cierto punto.<\/p><p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-35041\" src=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Li-rich-manganese-layered-solid-solution.jpg\" alt=\"Soluci\u00f3n s\u00f3lida estratificada de manganeso rica en Li\" width=\"1000\" height=\"700\" srcset=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Li-rich-manganese-layered-solid-solution.jpg 1000w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Li-rich-manganese-layered-solid-solution-300x210.jpg 300w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Li-rich-manganese-layered-solid-solution-768x538.jpg 768w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Li-rich-manganese-layered-solid-solution-600x420.jpg 600w\" sizes=\"(max-width: 1000px) 100vw, 1000px\" \/><\/p><h2 id=\"Li-rich_manganese_layered_solid_solution\">Soluci\u00f3n s\u00f3lida estratificada de manganeso rica en Li<\/h2><p>La soluci\u00f3n s\u00f3lida estratificada de manganeso rica en litio (OLO, por sus siglas en ingl\u00e9s) es actualmente de candente actualidad tanto en China como en el extranjero. La comunidad acad\u00e9mica tambi\u00e9n concede gran importancia a la OLO, y la industria china tiene grandes esperanzas.<\/p><p>Mucha gente piensa incluso que el OLO puede ser el producto definitivo de los materiales cat\u00f3dicos y que dominar\u00e1 el terreno de las pilas y bater\u00edas peque\u00f1as. \u00bfEs realmente as\u00ed?<\/p><p>Adem\u00e1s de la alta capacidad y la alta tensi\u00f3n, OLO es b\u00e1sicamente un problema. En la actualidad, es f\u00e1cil que OLO0,1C alcance una capacidad superior a 250 y cercana a 300, y la capacidad no es un problema.<\/p><p>Aqu\u00ed quiero hablar principalmente de sus otros problemas. Algunos problemas pueden mejorarse mediante modificaciones, mientras que otros son b\u00e1sicamente imposibles de resolver o dif\u00edciles de resolver al mismo tiempo.<\/p><p>Mediante la modificaci\u00f3n del revestimiento de la superficie, el primer efecto de OLO puede aumentarse hasta 85% y acercarse a 90%. El aumento de 3C ya puede alcanzar m\u00e1s de 200, que es apenas suficiente. La densidad de tomas sigue siendo baja en la actualidad, b\u00e1sicamente no puede superar 2,0, no es que no se pueda hacer m\u00e1s alta, sino que afectar\u00e1 al aumento y al rendimiento de la capacidad y la ganancia ser\u00e1 mayor que la ganancia.<\/p><p>Por supuesto, algunas personas dicen que OLO no contiene Co y s\u00f3lo utiliza una peque\u00f1a cantidad de Ni, y el coste es muy bajo. \u00bfEs esto cierto? Las investigaciones de la mayor\u00eda de los laboratorios y empresas del mundo demuestran que, para obtener un mejor rendimiento electroqu\u00edmico, el Co es necesario y su contenido no es demasiado bajo.<\/p><p>Si se tiene en cuenta el proceso \u00fanico de s\u00edntesis del precursor y el tratamiento de modificaci\u00f3n del recubrimiento superficial del material, el coste global del OLO no presenta una ventaja absoluta sobre el NMC. Pero OLO tiene varios problemas que siguen siendo dif\u00edciles de resolver en la actualidad:<\/p><p>1) OLO no tiene plataforma de voltaje, y el rango de variaci\u00f3n de voltaje es de 1,5V. La verdad es que no se me ocurre ning\u00fan tipo de equipo electr\u00f3nico civil que pueda soportar un rango de tensi\u00f3n de funcionamiento tan grande, salvo en ocasiones militares especiales, as\u00ed que todav\u00eda no se me ha ocurrido d\u00f3nde puede resultar \u00fatil este material.<\/p><p>2) El rendimiento del ciclo de OLO es actualmente relativamente bueno. En la bater\u00eda completa, la 100% DOD se puede ciclar 300 veces, y es m\u00e1s dif\u00edcil seguir mejor\u00e1ndola. Los materiales OLO sufren un deterioro estructural durante el ciclo, lo que dificulta la resoluci\u00f3n del problema de la ciclabilidad.<\/p><p>3) El problema de hist\u00e9resis de voltaje del OLO es relativamente grave, lo que hace que su eficiencia energ\u00e9tica sea relativamente baja en comparaci\u00f3n con otros materiales cat\u00f3dicos (t\u00e9ngase en cuenta la diferencia entre eficiencia coul\u00f3mbica y eficiencia energ\u00e9tica), lo que resulta especialmente problem\u00e1tico para aplicaciones de veh\u00edculos el\u00e9ctricos y almacenamiento de energ\u00eda.<\/p><p>4) El problema de seguridad de la OLO es muy grande. La descomposici\u00f3n de OLO con electrolito convencional por encima de 4,6V es m\u00e1s grave, mucho m\u00e1s que la de la espinela de n\u00edquel-manganeso de 5V. La propia OLO tiene una temperatura exot\u00e9rmica en DSC m\u00e1s baja que la LCO.<\/p><p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-35043\" src=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/There-are-also-several-high-voltage-cathode-materials.jpg\" alt=\"Tambi\u00e9n existen varios materiales para c\u00e1todos de alta tensi\u00f3n\" width=\"1000\" height=\"600\" srcset=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/There-are-also-several-high-voltage-cathode-materials.jpg 1000w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/There-are-also-several-high-voltage-cathode-materials-300x180.jpg 300w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/There-are-also-several-high-voltage-cathode-materials-768x461.jpg 768w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/There-are-also-several-high-voltage-cathode-materials-600x360.jpg 600w\" sizes=\"(max-width: 1000px) 100vw, 1000px\" \/><\/p><p>En el caso de las bater\u00edas el\u00e9ctricas, la seguridad es m\u00e1s importante que cualquier otro requisito de rendimiento, por lo que no entiendo por qu\u00e9 algunas personas piensan que OLO sustituir\u00e1 a LFP en la pr\u00f3xima generaci\u00f3n de bater\u00edas el\u00e9ctricas.<br \/>El comportamiento fisicoqu\u00edmico y electroqu\u00edmico m\u00e1s b\u00e1sico de un material viene determinado por su composici\u00f3n y estructura cristalina, que no pueden cambiarse con medidas de modificaci\u00f3n espec\u00edficas.<\/p><p>Bas\u00e1ndome en el an\u00e1lisis anterior, personalmente creo que es b\u00e1sicamente improbable que la OLO se aplique a las bater\u00edas el\u00e9ctricas. Entonces, \u00bfqu\u00e9 pasa con las bater\u00edas peque\u00f1as de 3C? Tambi\u00e9n podemos superponer las curvas de descarga de OLO, 4,5VLCO y 4,6VNMC en un gr\u00e1fico y luego integrarlas, podemos encontrar que la densidad de energ\u00eda de OLO y LCO de gama alta y NMC de alto voltaje no es muy diferente No hay mucha ventaja.<\/p><p>Si se considera globalmente la densidad de compactaci\u00f3n, la OLO no presenta ventaja alguna en la densidad energ\u00e9tica volum\u00e9trica. Los c\u00e1lculos te\u00f3ricos muestran que s\u00f3lo cuando la capacidad del material del electrodo positivo es superior a 200, el electrodo negativo de alta capacidad mostrar\u00e1 una ventaja en la densidad energ\u00e9tica global de la bater\u00eda.<\/p><p>La combinaci\u00f3n de OLO y material de \u00e1nodo compuesto de Si\/C puede alcanzar una alta densidad energ\u00e9tica de 300wh\/kg, lo que tiene cierto valor de aplicaci\u00f3n en ocasiones especiales como el uso militar. Debido a los propios problemas t\u00e9cnicos de OLO y a su posicionamiento en el mercado, personalmente creo que la posibilidad de industrializaci\u00f3n de OLO antes de 2020 es todav\u00eda muy baja.<\/p><p>Un an\u00e1lisis exhaustivo de los cuatro materiales para c\u00e1todos de alto voltaje mencionados muestra que su aplicaci\u00f3n se ve restringida en gran medida por factores externos, como el desarrollo de electrolitos de alto voltaje y el posicionamiento en el mercado, adem\u00e1s de las razones t\u00e9cnicas de los propios materiales.<\/p><p>Tambi\u00e9n existen varios materiales cat\u00f3dicos de alto voltaje, como el fosfato de litio y vanadio, el fosfato de litio y n\u00edquel y el fosfato de litio y cobalto. Personalmente creo que b\u00e1sicamente no tienen posibilidad de industrializaci\u00f3n real, por lo que no los analizar\u00e9 en detalle. En resumen, la secuencia de aplicaci\u00f3n de los materiales cat\u00f3dicos de alta tensi\u00f3n: 4,5V LCO &gt; 4,6V NMC &gt; 5V LNMS &gt; 4,7V OLO.<\/p><p>Posdata: El desarrollo de cualquier cosa debe seguir sus propias leyes. En el campo de las bater\u00edas de litio, por lo general pasan diez o veinte a\u00f1os, o incluso m\u00e1s, desde el primer descubrimiento de un nuevo material hasta su aplicaci\u00f3n industrial real, lo cual est\u00e1 muy por detr\u00e1s de las expectativas de la gente.<\/p><p>Si le interesa, puede echar un vistazo a los materiales industrializados, como LCO, NMC, NCA, LFP y LMO (por supuesto, siguen desarroll\u00e1ndose y progresando), cu\u00e1ntos a\u00f1os han pasado desde que se inform\u00f3 por primera vez de su industrializaci\u00f3n a gran escala. \u00a1Siempre est\u00e1 lleno de innumerables dificultades y peque\u00f1as mejoras!<\/p><p>Hacer negocios no es mejor que hacer investigaci\u00f3n b\u00e1sica. Si no se consigue comprender la tendencia de desarrollo y se cometen errores, inevitablemente la empresa sufrir\u00e1 consecuencias catastr\u00f3ficas. Espero que este breve art\u00edculo le resulte \u00fatil.<\/p><p>Dos puntos m\u00e1s que a\u00f1adir:<\/p><p>1. Los m\u00e9todos de modificaci\u00f3n del LCO de gama alta y del NMC de alta presi\u00f3n no son exactamente los mismos. Para la modificaci\u00f3n de LCO de gama alta, personalmente creo que el dopaje es el recubrimiento principal y el suplementario, principalmente porque el dopaje de Mg desempe\u00f1a el papel principal, y el recubrimiento de \u00f3xido desempe\u00f1a un papel auxiliar.<\/p><p>Debido a que con los m\u00e9todos de recubrimiento existentes y el proceso de sinterizaci\u00f3n del LCO, es imposible recubrir uniformemente el \u00f3xido sobre la superficie del LCO para formar una estructura \"core-shell\", que se ve claramente en el SEM.<\/p><p>Reclamar a FMC con revestimiento de \u00f3xido no es suficiente. La patente de propiedad intelectual adopta el principio de presunci\u00f3n de culpabilidad. El \u00f3xido s\u00f3lo est\u00e1 parcialmente recubierto de part\u00edculas en la superficie del LCO, y el dopaje desempe\u00f1a el papel principal.<\/p><p>El m\u00e9todo de modificaci\u00f3n de los ternarios de alta presi\u00f3n consiste en prestar la misma atenci\u00f3n al recubrimiento y al dopaje. Debido al v\u00ednculo especial de co-precipitaci\u00f3n de precursores en la producci\u00f3n de materiales ternarios, el dopaje y el recubrimiento de materiales ternarios es mucho m\u00e1s f\u00e1cil que el de LCO, y el efecto tambi\u00e9n es obvio.<\/p><p>El recubrimiento y el dopaje de materiales ternarios pueden completarse en la fase de precursor. Tanto si se trata de un m\u00e9todo h\u00famedo como seco, se pueden obtener buenos resultados siempre que el proceso sea el adecuado.<\/p><p>Te\u00f3ricamente, la estructura cristalina de los materiales ternarios, especialmente de los materiales ternarios sim\u00e9tricos, es muy completa, y parece que no es necesario el dopaje masivo para mejorar la estabilidad de la estructura. Pero seg\u00fan nuestra pr\u00e1ctica, el dopaje sigue siendo necesario, especialmente en condiciones de alta presi\u00f3n, es un medio necesario para mejorar la ciclabilidad.<\/p><p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-35042\" src=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/The-modification-methods-of-high-end-LCO-and-high-pressure-NMC-are-not-exactly-the-same.jpg\" alt=\"Los m\u00e9todos de modificaci\u00f3n de LCO de gama alta y NMC de alta presi\u00f3n no son exactamente los mismos\" width=\"1000\" height=\"600\" srcset=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/The-modification-methods-of-high-end-LCO-and-high-pressure-NMC-are-not-exactly-the-same.jpg 1000w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/The-modification-methods-of-high-end-LCO-and-high-pressure-NMC-are-not-exactly-the-same-300x180.jpg 300w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/The-modification-methods-of-high-end-LCO-and-high-pressure-NMC-are-not-exactly-the-same-768x461.jpg 768w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/The-modification-methods-of-high-end-LCO-and-high-pressure-NMC-are-not-exactly-the-same-600x360.jpg 600w\" sizes=\"(max-width: 1000px) 100vw, 1000px\" \/><\/p><p>2.OLO es un material al que todo el mundo presta atenci\u00f3n, pero no se hace mucho realmente bien. Una muestra a nivel piloto de una empresa, 0,05C\/260, 1C\/195, 3C\/150, con un ciclo de bater\u00eda completo de casi 300 semanas, es una muestra que personalmente creo que tiene mejores indicadores exhaustivos.<\/p><p>Wildcat ha informado de que se puede alcanzar la capacidad de 200 a 3C mediante un tratamiento especial de la superficie, pero que se obtiene bajo la premisa de sacrificar el tama\u00f1o de part\u00edcula TD y la ciclabilidad.<\/p><p>Personalmente creo que todav\u00eda hay muchos problemas con el material de OLO, y la posibilidad de industrializaci\u00f3n es un gran problema. De hecho, mientras haya un material de c\u00e1todo con una capacidad de plataforma por encima de 3,5 V que supere los 200, y el ciclo de tasa sea bueno, OLO es b\u00e1sicamente in\u00fatil, y este material ya ha aparecido.<\/p><\/div>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Summary of development of high voltage cathode materials for lithium batteries High voltage high compaction lithium cobalt oxide High voltage ternary material 5V nickel manganese spinel Li-rich manganese layered solid solution The research and development of lithium battery cathode materials has always been one of the most important areas of lithium battery research. 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