镍钴锰酸锂_锂离子电池的关键三元正极材料

镍钴锰酸锂

锂离子电池的关键三元正极材料

镍钴锰酸锂（外文名NMC）是锂离子电池的关键三元正极材料，化学式为LiNixCoyMn1-x-yO2，外观呈黑色固体粉末且流动性好。该材料通过以镍、锰部分替代钴酸锂中的钴元素，显著降低原料成本，同时保持与钴酸锂相近的电化学性能。制备方法主要包括高温固相合成法、共沉淀法及以废旧电池为原料的定向循环工艺，其中邦普循环科技有限公司开发的回收技术通过浸出、萃取、煅烧等步骤实现资源再生。

应用领域

锂离子电池正极材料。如动力电池、工具电池、聚合物电池、圆柱电池、铝壳电池等。

应用前景：由于镍钴锰酸锂是在钴酸锂基础上经过改进而成具有较高安全性的正极材料，自提出以来，其凭借容量高、热稳定性能好、充放电压宽等优良的电化学性能而受到广泛关注，被视为下一代锂离子电池正极材料的理想之选。截至2025年，欧盟委员会通过资助项目推动其产业化应用，第三代NMC电池已实现快充技术突破。镍钴锰酸锂在层状结构中以Ni和Mn取代部分Co，减少了钴的用量，德国WGF2G项目验证了该材料的环保生产工艺可行性，降低了成本，而且提高了能量密度，已在最新量产的46系列圆柱电池和长途电动汽车电池中得到规模化应用。然而，市场需求变化和电动化战略调整也带来影响，例如福特公司于2025年12月宣布取消原计划在肯塔基州工厂建设的87吉瓦时镍锰钴电池生产线。

此外，全球最大产镍国印尼计划在2026年削减镍矿产量近三分之一，从2025年的3.79亿吨降至2.5亿吨。同时，印尼政府拟修订镍矿基准定价公式，对伴生矿物如钴征收特许权使用费。

制备方法

镍钴锰酸锂的制备方法主要采用高温固相合成法，共沉淀法。主要采用锰化合物、镍化合物及钴酸锂和氢氧化锂作为原料，近年来低钴配方技术成为重要趋势。印尼政府计划在2026年初修订镍矿基准定价公式，将钴视为单独商品并征收特许权使用费，由于钴价格约为镍的两倍且2023至2024年镍矿石中伴生钴含量约为0.1%，征税可能为印尼政府带来额外约6亿美元收入。例如瑞典诺沃电池超级工厂项目（NOVO One）采用低钴化学方法制备镍钴锰酸锂，在控制原料成本的同时维持电池性能，年产能达17.33 GWh。通过水热反应，得到锂、锰、钴、镍结合良好的前体，再对前体补充配入锂源并研磨得到前躯体，经过煅烧制备得到镍钴锰酸锂。邦普循环科技有限公司成功发明了一种以废旧锂离子电池定向循环镍钴锰酸锂的方法。其主要特点是：将废旧锂离子电池经过拆解、分选、粉碎、筛分等预处理后，再采用高温除粘结剂、氢氧化钠除铝等工艺，采用硫酸和双氧水体系浸出、P204萃取除杂，得纯净的镍、钴、锰溶液，配入适当的硫酸锰、硫酸镍或硫酸钴，调节镍、钴、锰元素的摩尔比；随后采用碳酸铵调节PH值，形成镍钴锰碳酸盐前躯体，接着配入适当碳酸锂，高温烧结合成镍钴锰酸锂。智能制造工艺开始应用于生产流程，如法国AGATHE项目通过人工智能优化和数字化制造技术提升NMC电池产能，使超级工厂年产能从8 GWh翻倍至16 GWh。该方法工艺流程简单，原料价格低，产品附加值高。环保生产技术亦取得突破。为废旧电池资源化利用产业及镍钴锰酸锂的生产提供了一条全新的途径。

简介

镍钴锰酸锂以相对廉价的镍和锰取代了钴酸锂中三分之二以上的钴，成本方面优势非常明显，和其他锂离子电池正极材料锰酸锂、磷酸亚铁锂相比，镍钴锰酸锂材料和钴酸锂在电化学性能和加工性能方面非常接近，使得镍钴锰酸锂材料成为新的电池材料而逐渐取代钴酸锂，成为新一代锂离子电池材料的宠儿。

镍钴锰酸锂性能

（1）高能量密度，理论容量达到280 mAh/g，产品实际容量超过150 mAh/g；

（2）循环性能好，在常温和高温下，均具有优异的循环稳定性；

（3）电压平台高，在2.5-4.3/4.4V电压范围内循环稳定可靠；

（4）热稳定性好，在4.4V充电状态下的材料热分解稳定；

（5）循环寿命长，1C循环寿命500次容量保持80%以上；

（6）晶体结构理想、自放电小、无记忆效应等突出优点。

（7）产业技术进展显示，通过材料结构优化可提升体积能量密度至680 Wh/L级别，并实现20分钟快充能力。

性能参数

以下数据来自国内以废旧电池为原料定向循环制备镍钴锰酸锂的佛山市邦普循环科技有限公司