Szybkie zrozumienie charakterystyk i parametrów sześciu popularnych baterii litowych (4/6)

Jednym z najbardziej udanych systemów litowo-jonowych jest połączenie katody niklowanego kobaltu manganu (NMC). Podobnie jak w przypadku manganianu litu, system ten można dostosować do akumulatorów energetycznych lub mocy. Na przykład NMC 18650 akumulatorów pod umiarkowanym obciążeniem ma pojemność około 2800 mAh i może zapewnić prąd rozładowania od 4A do 5A; podczas gdy ten sam typ NMC może zapewnić ciągły prąd rozładowania 20A przy optymalizacji dla określonej mocy, jego pojemność wynosi tylko 2000 mAh. Anody oparte na krzemie osiągną ponad 4000 mAh, ale ich nośność zostanie zmniejszona, a ich cykl życia skróci się. Krzem dodany do grafitu ma defekty, to znaczy, że anoda rozszerza się i kurczy podczas ładowania i rozładowywania, co powoduje, że mechaniczna struktura naprężenia akumulatora jest niestabilna.

Sekretem NMC jest połączenie niklu i manganu. Podobnie, sól, której głównymi składnikami są same sód i chlorki, jest toksyczna, ale miesza się je jako sole przyprawowe i środki konserwujące żywność. Nikiel słynie z wysokiej energii właściwej, ale jego stabilność jest niska. Struktura spinelu manganu może osiągnąć niski opór wewnętrzny, ale niską energię właściwą. Dwa aktywne metale wzajemnie się uzupełniają.

NMC jest preferowanym akumulatorem do elektronarzędzi, rowerów elektrycznych i innych systemów elektroenergetycznych. Zespół katodowy to zwykle jedna trzecia nikiel, jedna trzecia manganu i jedna trzecia kobaltu, znana również jako 1-1-1. Zapewnia to unikalną mieszankę, która zmniejsza koszt surowców dzięki zmniejszeniu zawartości kobaltu. Kolejną udaną kombinacją jest NCM, który zawiera pięć kopii niklu, trzy kopie kobaltu i dwie kopie manganu (5-3-2). Można również stosować inne kombinacje różnych materiałów katodowych.

Ze względu na wysokie koszty kobaltu producenci baterii przesunęli się z katalitycznej na niklową. Systemy oparte na niklu mają wyższą gęstość energii, niższy koszt i dłuższą żywotność niż akumulatory na bazie kobaltu, ale ich napięcia są nieco niższe.

Nowe elektrolity i dodatki mogą ładować pojedynczą baterię do ponad 4,4 V, zwiększając w ten sposób zużycie energii. Rysunek 7 pokazuje charakterystykę NMC.

NMC ma dobrą ogólną wydajność i doskonałe osiągi w określonej energii. Ta bateria jest preferowanym wyborem dla pojazdów elektrycznych o najniższym współczynniku samo-ogrzewania.

Ze względu na dobrą ekonomiczną i wszechstronną wydajność systemu, coraz więcej uwagi poświęcono hybrydowym akumulatorom litowo-jonowym NMC. Trzy aktywne materiały, nikiel, mangan i kobalt, można łatwo wymieszać w celu dostosowania do szerokiego zastosowania systemów magazynowania energii i motoryzacji (EES) wymagających częstego recyklingu. Rośnie różnorodność rodziny NMC.

naruszenie: NMC (NCM, CMN, CNM, MNC, MCN podobne do różnych kombinacji metali) rozpoczęto w 2008 roku.

streszczenie:

typowy zakres działania baterii 3,0-4,2 V lub wyższy

Energia właściwa (pojemność) 150-220 Wh / kg

Ładowanie (szybkość C) 0,7-1C, ładowanie do 4,20 V, niektóre do 4,30 V; 3 godziny typowego ładowania. Prąd ładowania powyżej 1 ° C skróci żywotność baterii.

Wyładowanie (szybkość C) 1C; 2C może być wykonalne na niektórych rdzeniach; Odcięcie 2.50V

Cykl życia 1000-2000 (zależnie od głębokości i temperatury wypływu)

Ucieczka termiczna to typowe 210 stopni C (410 stopni F). Wysoki ładunek promuje niekontrolowany wzrost temperatury

Rowery elektryczne, sprzęt medyczny, pojazdy elektryczne, przemysł

Adnotacje zapewniają wysoką pojemność i wysoką moc. Mieszany rdzeń. Zadowolony z wielu zastosowań, udział w rynku rośnie.