【7月・科技资讯】锂离子电池正极材料生产过程中的CO2排放量减少20%以上的技术开发
PROTERIAL博迈立铖开发出一项新技术（以下简称 "此新技术"），在锂离子电池（以下简称LIB）的生产流程中，无需将金属镍制备成“氢氧化镍（Ni(OH)2）”作为初始原料（前驱体），即可生产出用于锂离子电池（以下简称 "LIB"）的正极材料。通过使用此新技术，可以使生产正极材料过程中的二氧化碳排放量比采用固相反应法（2022年5公布）的这类生产方法（以下简称 "传统方法"）减少20%以上。今后，PROTERIAL博迈立铖将面向电池行业提供此新技术，作为贯穿LIB整个的产品生命周期的低碳减排方案，为提高其环保价值做出贡献。
二氧化碳排放量的占比*1
为实现碳中和的目标，车辆行驶过程中CO2零排放的EV（电动汽车）作为未来发展的重点，其不可或缺的LIB的市场需求必然会随之迅速增长。在电动汽车的制造过程中，制造LIB环节的CO2排放量占整体的比例很大，其中最多的碳排放量来自于正极材料的初始原料*2的制作。特别是，从镍（Ni）中获取前驱体（氢氧化镍（Ni(OH)2）的工序会排放大量的CO2。
另外，在欧洲不仅要规定车辆行驶中的碳排放，今后还计划会进一步对EV整个生命周期的碳排放量进行规定管理，目的就是抑制EV的制造过程中，以正极材料的制作为代表所产生的CO2排放量。
二氧化碳排放法规趋势
PROTERIAL博迈立铖着眼于丰富初始原料的选择上的多样性（2022年5月发表），在采取允许使用非水溶性物质的固相反应法*3的基础上，开发出一种可以减少二氧化碳排放量的正极材料生产技术。其结果是省去了从金属镍（Ni）生成硫酸镍（NiSO4），再合成前驱体（氢氧化镍（Ni(OH)2）的一系列复杂的原料制备过程的同时，保证了产品的电化学特性维持在同等水平。
此新技术与传统的制造方法相比，在初始原料的制备环节中，成功节省了CO2排放量超过30%以上，
相当于将正极材料生产过程（包含初始原料的生产）中的CO2排放总量*4 降低了20%以上。
未来，PROTERIAL博迈立铖会将此项新技术作为贯穿LIB的全生命周期的低碳减排方案，提供给参与正极材料的生产及进行LIB研发的相关企业客户。
此外，该技术已于2023年5月23日在德国斯图加特举行的“The Battery Show Europe”展会上进行了展出。
电化学特性
|
固相反应法 |
初始容量（Ah/kg） |
容量维持比例（%） |
|
此新技术 （省略了前驱体的制备） |
192 |
90 |
|
传统制造方法 |
190 | 80 |
成分：LiNi0.85 Co0.03(Mn(0.12-a)Xa)O2
初始容量的测量条件：对向电极 Li,4.3-2.5 V,0.2 C(25°C)
循环条件：对向电极 Li,4.3-2.5 V,1C(25°C)
在生产率为100%的条件下，对生产LiNiO2所用原材料的CO2排放量进行了估算。
CO2的排放强度采用了以下数据库和文献中的数值。
Ni,Li2CO3: LCI Database IDEA version 2.3
Ni(OH)2: Batteries 2019, 5, 48
注：
*1: 作为在生成化合物（正极材料）的过程中，产生初始化学反应起点的原材料。
*2: PROTERIAL根据IEA Global EV Outlook 2020、Sustainable Materials and Technologies 32 (2022) e00415中涉及内容进行汇总整理。
*3: 一种基于粉末冶金技术的工艺，对含有锂及其他金属成分的粉末原料进行粉碎混合, 造粒加工之后烧结的方法。另一种相对常见的共沉淀法则不涉及粉碎混合，造粒的工艺，直接用化学方法合成金属氢氧化物颗粒（称为前驱体）之后、
与锂原料粉混合，烧结。
*4: 来自制备初始原料所产生的CO2排放量与正极材料生产过程中产生的CO2排放量的总和。
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