Comprensión rápida de características y parámetros de seis baterías de litio comunes (4/6)

March 11, 2019

Manganato del cobalto del níquel del litio (LiNiMnCoO2 o NMC)

Uno de los sistemas más acertados de la ión de litio es la combinación del cátodo de cobalto (NMC) del manganeso del níquel. Similar al manganato del litio, este sistema se puede modificar para requisitos particulares para las baterías de la energía o del poder. Por ejemplo, el NMC de 18650 baterías bajo carga moderada tiene una capacidad de cerca de 2.800 mAh y puede proporcionar la corriente derivada de 4A a 5A; mientras que el mismo tipo de NMC puede proporcionar corriente derivada continua de 20A mientras que optimiza para el poder específico, su capacidad es solamente 2.000 mAh. los ánodos Silicio-basados alcanzarán más de 4000 mAh, pero su capacidad de carga será reducida y su vida de ciclo será acortada. El silicio añadido al grafito tiene defectos, es decir, el ánodo se amplía y se encoge con la carga y la descarga, que hace la estructura mecánica de la tensión de la batería inestable.

El secreto de NMC es la combinación de níquel y de manganeso. Semejantemente, la sal, los componentes principales cuyo son el sodio y el cloruro ellos mismos, es tóxica, pero se mezclan como las sales del condimento y preservativos de comida. El níquel es famoso por su alta energía específica, pero su estabilidad es pobre. La estructura de rubí sintético del manganeso puede alcanzar resistencia interna baja pero energía específica baja. Los dos metales activos se complementan. 

NMC es la batería preferida para las herramientas eléctricas, las bicicletas eléctricas y otros sistemas eléctricos eléctricos. El montaje del cátodo es generalmente una mitad níquel, una mitad manganeso y una mitad cobalto, también conocidos como 1-1-1. Esto proporciona una mezcla única que reduzca el coste de materias primas debido a una reducción en contenido del cobalto. Otra combinación acertada es NCM, que contiene cinco copias del níquel, tres copias del cobalto y dos copias del manganeso (5-3-2). Otras combinaciones de diversos materiales del cátodo pueden también ser utilizadas.

Debido al alto coste de cobalto, los fabricantes de la batería han desplazado del cobalto a los cátodos del níquel. los sistemas Níquel-basados tienen vida de la densidad de una energía más alta, más barata y más larga de ciclo que las baterías cobalto-basadas, pero sus voltajes son levemente más bajos. 

Los nuevos electrólitos y añadidos pueden cargar una sola batería más que 4.4V, así aumentando el consumo de energía. El cuadro 7 muestra las características de NMC. 

NMC tiene buenos funcionamiento y excelente rendimiento totales en energía específica. Esta batería es la opción preferida para los vehículos eléctricos, con la tarifa más baja de la uno mismo-calefacción.

Debido al buen funcionamiento económico y completo del sistema, atención se ha pagado cada vez más a las baterías de ión de litio del híbrido de NMC. Tres materiales activos, níquel, manganeso y cobalto, se pueden mezclar fácilmente para adaptarse al uso amplio de los sistemas (EES) del almacenamiento automotriz y de energía que requiere el reciclaje frecuente. La diversidad de la familia de NMC está creciendo. 

breviation: NMC (NCM, CMN, CNM, MNC, MCN similares a diversas combinaciones del metal) comenzó en 2008.

resumen:

rango de operación típico de la batería 3.0-4.2V o más arriba

Energía específica (capacidad) 150-220 Wh/kg

(Tarifa de C) 0.7-1C de carga, cargando a 4.20V, algunos a 4.30V; 3 horas de carga típica. La corriente de carga sobre 1C acortará vida de batería.

Descarga (tarifa) de C 1C; 2C puede ser posible en algunos corazones; atajo 2.50V 

Vida de ciclo 1000-2000 (dependiente en profundidad y temperatura de la descarga)

El fugitivo termal es los 210 grados típico C (410 grados F). La alta carga promueve fugitivo termal

Bicicletas eléctricas, equipamiento médico, vehículos eléctricos, industria

Las anotaciones proporcionan alta capacidad y poder más elevado. Base mezclada. Dado la bienvenida por muchas aplicaciones, la cuota de mercado está aumentando.