Compréhension rapide des caractéristiques et paramètres de six batteries au lithium communes (4/6)

Manganate de cobalt de nickel de lithium (LiNiMnCoO2 ou NMC)

Un des systèmes d'ion de lithium les plus réussis est la combinaison de cathode du cobalt (NMC) de manganèse de nickel. Semblable au manganate de lithium, ce système peut être adapté aux besoins du client pour des batteries d'énergie ou de puissance. Par exemple, le NMC de 18650 batteries sous la charge modérée a une capacité environ de 2 800 heure-milliampère et peut fournir le courant dérivé de 4A à 5A ; tandis que le même type de NMC peut fournir courant dérivé continu de 20A tout en optimisant pour la puissance spécifique, sa capacité est seulement 2 000 heure-milliampère. les anodes basées sur silicium atteindront plus de 4000 heure-milliampère, mais leur capacité de charge sera réduite et leur vie de cycle se raccourcira. Le silicium supplémentaire au graphite a des défauts, c.-à-d., l'anode augmente et se rétrécit avec le remplissage et la décharge, qui rend la structure mécanique d'effort de la batterie instable.

Le secret de NMC est la combinaison du nickel et du manganèse. De même, le sel, les composantes principales dont sont le sodium et le chlorure eux-mêmes, est toxique, mais ils sont mélangés comme sels d'assaisonnement et conservateurs. Le nickel est célèbre pour son énergie spécifique élevée, mais sa stabilité est pauvre. La structure à spinelle de manganèse peut réaliser la basse résistance interne mais la basse énergie spécifique. Les deux métaux actifs se complètent. 

NMC est la batterie préférée pour des machines-outils, des bicyclettes électriques et d'autres systèmes d'alimentation électrique. L'ensemble de cathode est habituellement un tiers nickel, un tiers manganèse et un tiers cobalt, également connus sous le nom de 1-1-1. Ceci fournit un mélange unique qui réduit le coût de matières premières dues à une réduction de contenu de cobalt. Une autre combinaison réussie est NCM, qui contient cinq copies de nickel, trois copies de cobalt et deux copies du manganèse (5-3-2). D'autres combinaisons de différents matériaux de cathode peuvent également être employées.

En raison du coût élevé de cobalt, les fabricants de batterie ont décalé du cobalt aux cathodes de nickel. les systèmes basés sur nickel ont la vie de densité de plus haute énergie, plus peu coûteuse et plus longue de cycle que les batteries basées sur cobalt, mais leurs tensions sont légèrement inférieures. 

Les nouveaux électrolytes et additifs peuvent charger une batterie simple à plus que 4.4V, de ce fait augmentant la puissance. Le schéma 7 montre les caractéristiques de NMC. 

NMC a la bonne représentation globale et l'excellente représentation dans l'énergie spécifique. Cette batterie est le choix préféré pour des véhicules électriques, avec le plus bas taux auto-chauffant.

En raison des bonnes performances économiques et complètes du système, de plus en plus attention a été payé aux batteries lithium-ion d'hybride de NMC. Trois matériaux actifs, nickel, manganèse et cobalt, peuvent être facilement mélangés pour s'adapter à l'application large des systèmes (EES) des véhicules à moteur et de l'énergie de stockage exigeant la réutilisation fréquente. La diversité de la famille de NMC se développe. 

breviation : NMC (NCM, CMN, CNM, GCO, MCN semblables à différentes combinaisons en métal) a commencé en 2008.

résumé :

plage de fonctionnement typique de batterie 3.0-4.2V ou plus haut

Énergie spécifique (capacité) 150-220 Wh/kg

(Taux de C) 0.7-1C de remplissage, chargeant à 4.20V, certains à 4.30V ; 3 heures de remplissage typique. Le courant de remplissage au-dessus de 1C raccourcira la vie de batterie.

Décharge (taux de C) 1C ; 2C peut être faisable sur quelques noyaux ; coupure 2.50V 

La vie de cycle 1000-2000 (dépendante de la profondeur et de la température de décharge)

L'emballement thermique est les 210 degrés typique C (410 degrés F). La charge élevée favorise l'emballement thermique

Bicyclettes électriques, matériel médical, véhicules électriques, industrie

Les annotations fournissent la capacité élevée et la puissance élevée. Noyau mélangé. Accueilli par beaucoup d'utilisations, la part de marché augmente.