배터리 소재

LiNiCoMnO2 Ni Co Mn 8 1 1 NCM 811 양극재 리튬 이온 배터리 하이 니켈 삼원계 NMC

품목 번호 : CL04

가격은 다음을 기준으로 달라집니다 사양 및 사용자 정의

비방전 용량 (0.1C, 3.0-4.3V): ≥205 - 210 mAh/g
화학 조성: LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (NCM 811)
분말 압연 밀도: ≥3.2 g/cm³

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제품 개요

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이 프리미엄 하이 니켈 삼원계 양극재는 최적화된 8:1:1 ($LiNi_{0.8}Co_{0.1}Mn_{0.1}O_2$) 비율의 니켈-코발트-망간 조성을 특징으로 하며, 차세대 리튬 이온 배터리 연구 및 고에너지 밀도 셀 제조를 위해 특별히 설계되었습니다. 고급 단결정 및 엔지니어링 다결정 구조 형태로 제공되는 이 분말은 우수한 비방전 용량, 뛰어난 초기 쿨롱 효율 및 넓은 작동 전압 범위에서의 향상된 구조적 견고함을 제공합니다.

까다로운 전기화학적 환경을 위해 설계된 이 소재는 입자 형태, 미량 불순물 및 표면 잔류 리튬 화합물($LiOH$ 및 $Li_2CO_3$)을 엄격하게 제어하여 하이 니켈 화학의 전통적인 과제를 해결합니다. 따라서 전기차 추진, 항공우주 시스템, 그리드 규모 에너지 저장 장치 및 프리미엄 가전제품용 고성능 파우치, 원통형 및 각형 셀을 개발하는 연구원과 산업 엔지니어에게 이상적인 활물질입니다.

엄격한 품질 보증 프로토콜에 따라 합성된 이 삼원계 분말은 반복적인 충방전 사이클 동안 신뢰할 수 있는 배치 간 반복성과 열적 탄력성을 보장합니다. 상온 사이클링이나 45°C까지의 고온 작동 환경에서도 이 양극 분말은 높은 용량 유지율과 강력한 구조적 무결성을 유지하며, 공격적인 C-rate 프로토콜 하에서도 안정적입니다.

주요 특징

하이 니켈 화학 조성: 80% 니켈 비율로 배합되어 리튬 이온 추출 효율을 극대화하며, 표준 3.0–4.3V 전압 범위에서 0.1C 기준 205–210 mAh/g을 초과하는 비방전 용량을 제공합니다.
제어된 입자 크기 분포: D50 분포가 제어된 맞춤형 입자 크기는 최적의 충진 밀도를 보장하여 균일한 슬러리 유변학, 결함 없는 닥터 블레이드 코팅 및 뛰어난 전극 캘린더링 반응을 촉진합니다.
초저 잔류 리튬 함량: 엄격한 열처리 공정으로 표면 잔류 리튬 수산화물($LiOH \le 0.30–0.40\text{ wt}%$) 및 리튬 탄산염($Li_2CO_3 \le 0.30\text{ wt}%$)을 제한하여, 슬러리 겔화를 크게 억제하고 고전압 사이클링 중 셀 가스 발생을 줄입니다.
높은 탭 밀도 및 압연 밀도: $\ge 2.1\text{ g/cm}^3$의 탭 밀도와 $\ge 3.2\text{ g/cm}^3$의 분말 압연 밀도를 달성하여 소형 셀 폼 팩터에서 높은 부피 에너지 밀도를 구현합니다.
우수한 열적 및 고온 안정성: 고온(45°C) 작동 환경에서 탁월한 전기화학적 안정성을 입증하며, 초기 방전 용량 222.2 mAh/g 및 50 사이클 후 93% 이상의 용량 유지율을 제공합니다.
엄격한 자성 이물질 제어: 고급 전자기 분리 공정을 통해 강자성 불순물($Fe + Cr$)을 100 ppb 미만으로 엄격히 유지하여, 조립된 셀의 미세 단락 위험 및 자가 방전율을 최소화합니다.
낮은 수분 흡수율: 밀폐형 차단 포장을 통해 수분 함량을 $\le 600\text{ ppm}$으로 유지하여, 비수계 전해질 내 활성 전이 금속 환원 및 불화수소($HF$) 생성을 방지합니다.
다양한 구조 옵션: 미세 균열에 대한 기계적 내구성을 극대화한 단결정 형태와 빠른 리튬 확산 동역학을 위한 다결정 응집체 형태를 모두 제공합니다.

응용 분야

응용 분야	설명	주요 이점
전기차(EV) 구동 배터리	고용량 NMC 811 자동차 파우치 및 각형 셀용 활성 양극재.	중량 에너지 밀도를 극대화하여 주행 거리를 연장하고 강력한 사이클 수명을 유지함.
전고체 배터리 연구	황화물 및 산화물 기반 전고체 리튬 배터리 구조에 통합.	높은 구조적 안정성과 낮은 표면 반응성으로 고체 전해질과의 계면 저항 감소.
항공우주 및 드론 전력 시스템	최대 에너지 대 중량비가 요구되는 경량 고방전 배터리 팩.	높은 비용량(>210 mAh/g)으로 출력 저하 없이 전체 팩 중량 감소.
가전제품(3C 기기)	프리미엄 노트북, 스마트폰 및 웨어러블 기기용 초박형 파우치 셀.	높은 압연 밀도($\ge 3.2\text{ g/cm}^3$)로 초소형 폼 팩터에서 부피 용량 극대화.
그리드 및 산업용 에너지 저장	엄격한 일일 사이클링 프로토콜이 적용되는 유틸리티 규모 에너지 저장 시스템.	높은 용량 유지율(상온 50 사이클 후 >91%)로 긴 작동 수명 보장.
학술 및 산업용 배터리 R&D	하프 셀 및 풀 셀 코인/파우치 테스트를 위한 표준 양극 기준 물질.	높은 배치 간 일관성으로 재현 가능한 전기화학적 벤치마킹 및 바인더 평가 가능.
고율 방전 장비	빠른 C-rate 성능이 요구되는 전동 공구, 로봇 매니퓰레이터 및 의료 장비.	0.1C에서 2C 연속 방전 영역 전반에 걸쳐 최소한의 분극으로 안정적인 레이트 성능 제공.

기술 사양

일반 제품 식별 및 포장

매개변수	값 / 표준
제품 품번	CL04
화학식	$LiNi_{0.8}Co_{0.1}Mn_{0.1}O_2$ (NCM 811 / NMC 811)
사용 가능한 구조 변형	단결정 Ni83 (CL04-M2S) / 다결정 표준 (CL04-M2C)
표준 포장	500 g / 밀봉 진공 알루미늄 호일 백

물리적 및 화학적 특성

검사 항목	단위	변형 CL04-M2S (단결정 Ni83)	변형 CL04-M2C (다결정)	시험 방법 / 장비
입자 크기 분포 D10	$\mu m$	—	$5.0 \pm 1.0$	레이저 회절 (Mastersizer 2000)
입자 크기 분포 D50	$\mu m$	$4.0 \pm 1.0$ (일반: 3.6)	$10.0 \pm 2.0$	레이저 회절 (Mastersizer 2000)
입자 크기 분포 D90	$\mu m$	—	$20.0 \pm 4.0$	레이저 회절 (Mastersizer 2000)
최대 입자 크기 (Dmax)	$\mu m$	—	$\le 40.0$	레이저 회절 (Mastersizer 2000)
비표면적 (SSA)	$m^2/g$	$0.6 \pm 0.2$ (일반: 0.65)	$0.6 \pm 0.3$	BET 질소 흡착 (TriStar 3000)
탭 밀도	$g/cm^3$	—	$\ge 2.1$	탭 밀도 측정기
분말 압연 밀도	$g/cm^3$	—	$\ge 3.2$	유압 분말 프레스
수분 함량	$ppm$	—	$\le 600$	칼 피셔 전량 적정법 @ 250°C (Metrohm 831/860)
pH 값	—	$\le 11.70$ (일반: 11.50)	$\le 11.80$	pH 미터 (Mettler Toledo FE30)
잔류 알칼리: $LiOH$ / $OH^-$	$wt%$	$\le 0.30$ (일반: 0.21)	$\le 0.40$	전위차 적정법 (Mettler Toledo G20)
잔류 알칼리: $Li_2CO_3$ / $CO_3^{2-}$	$wt%$	$\le 0.30$ (일반: 0.09)	$\le 0.30$	전위차 적정법 (Mettler Toledo G20)
자성 불순물 ($Fe + Cr$)	$ppb$	—	$\le 100$	ICP-OES (Optima 2100DV)
0.1C 비방전 용량 (3.0–4.3V)	$mAh/g$	$210 \pm 5$ (일반: 210.2)	$\ge 205$	CR2016 코인 하프 셀 vs. $Li/Li^+$
초기 쿨롱 효율	$%$	$89 \pm 1$ (일반: 89.6)	$\ge 88$	CR2016 코인 하프 셀 (0.1C / 0.1C)

전기화학적 하프 셀 성능 (변형 CL04-M2S, 3.0–4.3V vs. $Li/Li^+$)

상온 (25°C) 사이클링 데이터

사이클 단계 / 레이트 프로토콜	충전 용량 ($mAh/g$)	방전 용량 ($mAh/g$)	쿨롱 효율 ($%)	용량 유지율 ($%)
1회차 (0.1C / 0.1C)	234.5	210.2	89.6	100.0 (기준)
2회차 (0.5C / 0.5C)	—	196.7	—	—
3회차 (0.5C / 1.0C)	—	190.5	—	—
4회차 (0.5C / 2.0C)	—	183.5	—	—
5회차 (0.5C / 1.0C)	—	190.2	—	—
55회차 (0.5C / 1.0C)	—	174.5	—	91.7 (50회차 기준)

고온 (45°C) 사이클링 데이터

사이클 단계 / 레이트 프로토콜	충전 용량 ($mAh/g$)	방전 용량 ($mAh/g$)	쿨롱 효율 ($%)	용량 유지율 ($%)
1회차 (0.1C / 0.1C)	242.2	222.2	91.7	100.0 (기준)
2회차 (0.5C / 0.5C)	—	213.8	—	—
3회차 (0.5C / 1.0C)	—	208.1	—	—
4회차 (0.5C / 2.0C)	—	201.6	—	—
5회차 (0.5C / 1.0C)	—	206.3	—	—
55회차 (0.5C / 1.0C)	—	191.9	—	93.0 (50회차 기준)

이 제품을 선택해야 하는 이유

엔지니어링된 형태적 무결성: 단결정 변형은 반복적인 이방성 격자 팽창 및 수축 동안 내부 입계 미세 균열을 제거하여, 장기 사이클링 시 전해질 침투 및 상 열화를 방지합니다.
우수한 표면 화학 제어: 엄격한 잔류 염기 완화는 PVDF 바인더의 탈불화수소화 및 후속 슬러리 겔화를 방지하여, 더 긴 슬러리 가용 시간, 원활한 롤투롤 전극 공정 및 최소한의 셀 팽창을 가능하게 합니다.
높은 부피 및 중량 밸런스: $\ge 3.2\text{ g/cm}^3$에 달하는 압연 밀도와 210 mAh/g을 초과하는 비방전 용량으로, 이 양극재는 고급 리튬 이온 화학을 위한 업계 최고 수준의 에너지 밀도를 제공합니다.
엄격한 품질 및 추적성: 모든 생산 배치는 포괄적인 ICP-OES, 칼 피셔 적정 및 레이저 PSD 검증을 거쳐 실험실 규모 프로토타이핑에서 파일럿 생산까지 탁월한 균일성을 보장합니다.
전체 워크플로우 호환성: 실험실 믹서, 자동 블레이드 코터, 가열 캘린더링 프레스 및 코인/파우치 조립 장비와 원활하게 통합되어 표준 셀 제작 워크플로우에 완벽하게 결합됩니다.

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