Materiais para baterias
Material de Cátodo para Bateria de Lítio Fosfato de Ferro-Lítio LiFePO4 em Pó LFP
Número do item : CL06
O preço varia com base em especificações e personalizações
- Primeira capacidade de descarga (0,1C)
- ≥ 150,0 mAh/g
- Distribuição do tamanho de partícula (D50)
- 0,6 – 4,0 µm
- Teor de umidade
- ≤ 1000 ppm
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Visão Geral do Produto
Este pó de fosfato de ferro-lítio (LiFePO4/LFP) de alta pureza serve como um material ativo de cátodo avançado, projetado especificamente para o desenvolvimento e fabricação de baterias de íon-lítio de alta segurança e longa vida útil. Combinando uma estabilidade superior da estrutura de olivina com um revestimento de carbono condutor otimizado, o material oferece desempenho eletroquímico equilibrado, fornecimento de energia robusto e segurança ambiental excepcional em regimes operacionais exigentes.
Projetado para laboratórios eletroquímicos, instalações de fabricação piloto e produção comercial de células, este pó de cátodo é amplamente utilizado em células para veículos elétricos (VE), sistemas de armazenamento de energia estacionários (ESS) e ferramentas elétricas de alta potência. Comparado aos óxidos de metais de transição em camadas tradicionais (como LiCoO2 e NMC rico em Ni) ou estruturas de espinélio (como LiMn2O4), este material elimina a dependência de cobalto, mitiga a lixiviação de metais de transição tóxicos e proporciona uma estabilidade térmica excepcional sob condições operacionais abusivas.
O pó passa por um rigoroso controle de qualidade em várias etapas para garantir uma distribuição de tamanho de partícula precisa, contaminantes metálicos residuais mínimos e um teor de umidade residual excepcionalmente baixo. Enviado selado a vácuo e pronto para integração direta em pasta (slurry) sem necessidade de pré-secagem, este material de cátodo garante reologia de revestimento reprodutível, adesão superior do eletrodo e rendimentos eletroquímicos confiáveis em formatos de células tipo moeda, bolsa e cilíndricas.
Principais Características
- Eficiência de Primeiro Ciclo e Capacidade de Descarga Superiores: Oferece altas capacidades iniciais de descarga (≥150,0 mAh/g a 0,1C) com uma eficiência coulombica de primeiro ciclo superior a 95%, garantindo a retenção de energia ideal durante a formação da célula completa.
- Revestimento de Carbono Nanoestruturado para Condutividade Aprimorada: Apresenta uma camada de carbono superficial projetada (teor de C de 1,0% a 1,5%) que supera as limitações intrínsecas de condutividade da olivina, facilitando a rápida difusão de íons de lítio e reduzindo a resistividade eletrônica global (≤100 Ω·cm).
- Engenharia de Precisão do Tamanho de Partícula: Formulado com distribuições de partículas rigorosamente controladas (D50 variando de 0,6 µm a 4,0 µm em variantes especializadas) para maximizar a densidade de empacotamento da pasta, evitar aglomeração e obter um revestimento uniforme com doctor-blade.
- Teor de Umidade Ultra-Baixo para Processamento Direto de Pasta: Estritamente controlado para <1000 ppm via coulometria de Karl Fischer a 200°C, eliminando a necessidade de secagem a vácuo secundária e mitigando a hidrólise do eletrólito e a geração de ácido fluorídrico.
- Alta Densidade de Batida (Tap Density) e Homogeneidade de Empacotamento: A morfologia otimizada proporciona densidades de batida de até 1,0 ± 0,2 g/cm³, permitindo que pesquisadores e fabricantes de células fabriquem eletrodos de alta densidade de calandragem sem fratura de partículas.
- Controle Rigoroso de Impurezas Metálicas: Utilizando validação ICP-OES de alta precisão, impurezas de metais de transição e alcalinos (Ca, Na, Mg, Cr, Mn, Ni, Cu, Zn) são restritas a limites de nível de ppm para evitar micro-curtos internos e autodescarga localizada.
- Resiliência Térmica e Química Intrínseca: Exibe resistência excepcional à fuga térmica em temperaturas superiores a 600°C, oferecendo tolerância operacional superior em comparação com cátodos de óxido em camadas padrão.
- Uniformidade Microestrutural Consistente: Partículas primárias submicrométricas uniformes e agregados secundários esféricos ou quase esféricos mantêm a integridade estrutural a longo prazo através de extensos ciclos de litiação e delitiação.
Aplicações
| Aplicação | Descrição | Principal Benefício |
|---|---|---|
| Sistemas de Armazenamento de Energia Estacionários (ESS) | Células de armazenamento de energia em escala de rede e residencial que exigem vida útil prolongada e ciclos de descarga profunda. | Vida útil excepcional excedendo milhares de ciclos com desbotamento mínimo de capacidade e segurança estrutural intrínseca. |
| Veículos Comerciais Elétricos e E-Mobility | Ônibus elétricos pesados, frotas de entrega e veículos elétricos leves operando sob temperaturas ambientes variáveis. | Estabilidade térmica acima de 600°C que mitiga riscos de fuga térmica enquanto reduz custos de matéria-prima em comparação com químicas baseadas em cobalto. |
| P&D de Células Tipo Moeda e Ciência de Materiais Acadêmica | Triagem eletroquímica de alto rendimento, avaliação de meia-célula e testes de novos eletrólitos/separadores em laboratórios de pesquisa. | Alta repetibilidade entre lotes e eficiência coulombica de primeiro ciclo previsível para benchmarking de base rigoroso. |
| Fabricação em Linha Piloto de Células tipo Bolsa (Pouch Cell) | Preparação de eletrodos em escala piloto, revestimento automatizado de pasta, calandragem contínua em rolo e verificação de montagem de células. | O pó pré-condicionado de baixa umidade permite a mistura direta da pasta sem gelificação ou defeitos de revestimento tipo pinhole. |
| Dispositivos de Potência de Pulso de Alta Taxa | Ferramentas elétricas, unidades de fonte de alimentação ininterrupta (UPS) e baterias de partida marítimas que exigem alto fornecimento de corrente. | A nanoestrutura revestida de carbono facilita a baixa resistência interna e a rápida dinâmica de intercalação de lítio. |
| Desenvolvimento de Baterias Híbridas e de Estado Sólido | Estudos de interface de eletrólito de próxima geração em estado sólido e semi-sólido que exigem superfícies de cátodo estáveis e não reativas. | A estrutura estável de olivina evita a dissolução de metais de transição e minimiza a degradação da impedância de interface. |
Especificações Técnicas
Especificações das Variantes da Série
| Parâmetro | Unidade | Variante CL06-01 | Variante CL06-02 | Variante CL06-03 | Método de Teste / Instrumentação |
|---|---|---|---|---|---|
| Aparência | — | Pó cinza-preto, cor uniforme, sem aglomeração dura | Pó cinza-preto, sem aglomeração | Pó cinza-preto, sem aglomeração | Inspeção Visual |
| Capacidade de Primeira Descarga (0.1C) | mAh/g | ≥ 150.0 | — | — | Meia-célula tipo moeda (vs. Li/Li+) |
| Capacidade de Primeira Carga (0.1C) | mAh/g | ≥ 154.0 | ≥ 150.0 | ≥ 154.0 (Testado: 156.3) | Meia-célula tipo moeda (vs. Li/Li+) |
| Eficiência de Primeiro Ciclo (0.1C) | % | ≥ 95.0 | ≥ 90.0 | ≥ 95.0 (Testado: 97.62) | Razão de meia-célula tipo moeda |
| Densidade Aparente | g/cm³ | ≥ 0.30 | — | — | Analisador de Densidade de Batida BT-303 |
| Densidade de Batida | g/cm³ | ≥ 0.80 | 1.0 ± 0.2 | 0.8 ± 0.2 (Testado: 0.710) | Analisador de Densidade de Batida |
| Área de Superfície Específica (SSA) | m²/g | 10.0 ± 1.5 | 13.0 ± 2.0 | 12.0 ± 2.0 (Testado: 11.395) | Adsorção Dinâmica BET / TriStar II 3020 |
| Resistividade Elétrica | Ω·cm | — | — | ≤ 100 (Testado: 6.934) | Medidor de Resistividade de Pó Mitsubishi |
| Teor de Umidade | ppm | ≤ 1000 | < 1500 | < 1000 (Testado: 667.1) | Coulometria de Karl Fischer (aquecimento a 200°C) |
| Valor de pH da Pasta | — | 8.0 ~ 10.0 | — | 9.5 ± 1.0 (Testado: 9.20) | Medidor de pH (10 g LFP em 90 g de água livre de CO₂) |
| Microestrutura | — | Morfologia Uniforme | Morfologia Uniforme | Morfologia Uniforme | Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) |
Distribuição de Tamanho de Partícula (Difração a Laser)
| Métrica de Partícula | Unidade | Variante CL06-01 | Variante CL06-02 | Variante CL06-03 | Condições de Teste |
|---|---|---|---|---|---|
| D10 | µm | ≥ 0.35 | < 1.5 | ≥ 0.25 (Testado: 0.419) | Dispersão aquosa, Malvern Mastersizer 2000 |
| D50 | µm | 0.6 ~ 1.8 | 4.0 ± 2.0 | 1.3 ± 0.5 (Testado: 1.070) | Dispersão aquosa, Malvern Mastersizer 2000 |
| D90 | µm | ≤ 4.50 | < 10.0 | < 10.0 (Testado: 2.750) | Dispersão aquosa, Malvern Mastersizer 2000 |
| D97 | µm | ≤ 7.50 | — | — | Dispersão aquosa, Malvern Mastersizer 2000 |
Composição Química e Teor de Carbono
| Elemento | Unidade | Especificação (CL06-01) | Especificação (CL06-03) | Método de Teste Analítico |
|---|---|---|---|---|
| Lítio (Li) | wt% | 4.3 ± 0.3 | — | Plasma Acoplado Indutivamente (ICP-OES) |
| Ferro (Fe) | wt% | 34.5 ± 1.0 | — | Plasma Acoplado Indutivamente (ICP-OES) |
| Fósforo (P) | wt% | 19.5 ± 1.0 | — | Plasma Acoplado Indutivamente (ICP-OES) |
| Carbono (C) | wt% | 1.0 ~ 1.5 | 1.45 ± 0.2 (Testado: 1.42) | Analisador de Carbono-Enxofre Infravermelho de Alta Frequência |
Limites de Impurezas Metálicas (ICP-OES)
| Metal de Impureza | Limite Máximo (wt%) | Método de Detecção Típico |
|---|---|---|
| Cálcio (Ca) | ≤ 0.030% (300 ppm) | Agilent 710 ICP-OES |
| Sódio (Na) | ≤ 0.030% (300 ppm) | Agilent 710 ICP-OES |
| Magnésio (Mg) | ≤ 0.030% (300 ppm) | Agilent 710 ICP-OES |
| Cromo (Cr) | ≤ 0.015% (150 ppm) | Agilent 710 ICP-OES |
| Manganês (Mn) | ≤ 0.010% (100 ppm) | Agilent 710 ICP-OES |
| Níquel (Ni) | ≤ 0.010% (100 ppm) | Agilent 710 ICP-OES |
| Cobre (Cu) | ≤ 0.005% (50 ppm) | Agilent 710 ICP-OES |
| Zinco (Zn) | ≤ 0.005% (50 ppm) | Agilent 710 ICP-OES |
Diretrizes de Embalagem, Manuseio e Armazenamento
| Parâmetro | Detalhes Padrão |
|---|---|
| Configurações de Embalagem Padrão | 100 g/saco, 500 g/saco, 1000 g/saco (sacos de alumínio multicamadas selados a vácuo) |
| Manuseio Pré-Processamento | A fabricação com controle rigoroso de umidade permite a incorporação direta na pasta sem pré-secagem pelo cliente sob condições padrão |
| Vida Útil | 24 meses (2 anos) sob condições de armazenamento fechado, seco e em temperatura ambiente |
| Alinhamento de Especificação Personalizada | Distribuições de tamanho de partícula especializadas, porcentagens de revestimento de carbono personalizadas ou densidades de batida alvo podem ser negociadas e sintetizadas sob medida após revisão técnica |
Por que Escolher Este Produto
- Eficiência de Processamento Direto para Pasta: Com um perfil químico ultra-seco (<1000 ppm de umidade residual), este pó elimina a secagem a vácuo secundária, que é cara e demorada, evitando problemas de reticulação do ligante e acelerando os ciclos de produção.
- Metalurgia de Revestimento de Carbono Controlada: Projetado com camadas de nanocarbono uniformes para fornecer resistividade de pó consistente (abaixo de <10 Ω·cm) e cinética confiável de carga/descarga de alta taxa em amplas densidades de corrente.
- Pureza Abrangente de Elementos Traço: Analisado usando ICP-OES avançado e análise de combustão infravermelha para minimizar contaminantes magnéticos e metálicos prejudiciais, protegendo a confiabilidade do ciclo a longo prazo e a estabilidade da impedância da célula.
- Compatibilidade Versátil de Fluxo de Trabalho: Integra-se perfeitamente em moinhos de bolas planetários em escala laboratorial, misturadores de pasta de alto cisalhamento, revestidores automáticos slot-die e prensas de rolo aquecidas para montagem padronizada de células.
- Estabilidade de Armazenamento a Longo Prazo e Personalização: Garantia de 2 anos de vida útil em embalagens a vácuo de alta resistência, com suporte de engenharia para classificação de partículas personalizada, ajuste de densidade de batida e contratos de fornecimento em escala piloto.
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