فهم سريع لخصائص ومسببات بطاريات الليثيوم الست الشائعة (4/6)

ليثيوم المنغنيز الكوبالت المنغنيز (LiNiMnCoO2 أو NMC)

واحدة من أنجح أنظمة أيونات الليثيوم هي مزيج الكاثود من الكوبالت النيكل المنغنيز (NMC). على غرار المنجنيث الليثيوم ، يمكن تخصيص هذا النظام لبطاريات الطاقة أو الطاقة. على سبيل المثال ، NMC من 18650 البطاريات تحت الحمل المعتدل لديها القدرة على حوالي 2800 مللي أمبير ويمكن أن توفر تيار التفريغ من 4A إلى 5A ؛ في حين أن نفس النوع من NMC يمكن أن يوفر تيار تفريغ مستمر لـ 20A بينما يعمل على تحسين قدرة محددة ، فإن سعته لا تتجاوز 2،000 mAh. سيصل الأنودات القائمة على السيليكون إلى أكثر من 4000 مللي أمبير في الساعة ، ولكن سيتم تقليل قدرتها على التحميل وسيتم تقصير عمر دورة التشغيل الخاصة بها. السيليكون المضاف إلى الجرافيت له عيوب ، أي أن الأنود يتوسع ويتقلص مع الشحن والتفريغ ، مما يجعل هيكل الضغط الميكانيكي للبطارية غير مستقر.

سر NMC هو مزيج من النيكل والمنجنيز. وبالمثل ، فإن الملح ، الذي يعتبر مكوناته الرئيسية من الصوديوم والكلور نفسه ، سام ، ولكنه يخلط كأملاح للتوابل ومواد حافظة غذائية. يشتهر النيكل بالطاقة الخاصة العالية ، ولكن ثباته ضعيف. يمكن أن يحقق هيكل الإسبنيل المنغنيزي مقاومة داخلية منخفضة ولكن طاقة محددة منخفضة. يكمّل المعدنين النشطين بعضهما البعض.

NMC هي البطارية المفضلة للأدوات الكهربائية والدراجات الكهربائية وغيرها من أنظمة الطاقة الكهربائية. وعادة ما يكون تجميع الكاثود ثلث النيكل ، والمنغنيز الثالث والكوبالت الثالث ، والمعروف أيضا باسم 1-1-1. وهذا يوفر مزيجا فريدا يقلل من تكلفة المواد الخام بسبب انخفاض محتوى الكوبالت. مزيج آخر ناجح هو NCM ، الذي يحتوي على خمس نسخ من النيكل ، وثلاث نسخ من الكوبالت ونسختين من المنغنيز (5-3-2). يمكن استخدام تركيبات أخرى من مواد مختلفة من الكاثود.

بسبب ارتفاع تكلفة الكوبالت ، تحول مصنعو البطاريات من الكاثالت إلى كاثودات النيكل. تتمتع الأنظمة القائمة على النيكل بكثافة طاقة أعلى وتكلفة أقل وعمر دورة أطول من البطاريات القائمة على الكوبالت ، ولكن الفولتية الخاصة بها أقل قليلاً.

يمكن للكهرباء الجديدة والإضافات شحن بطارية واحدة إلى أكثر من 4.4V ، وبالتالي زيادة استهلاك الطاقة. ويبين الشكل 7 خصائص NMC.

تتمتع NMC بأداء عام جيد وأداء ممتاز في مجال الطاقة المحددة. هذه البطارية هي الخيار المفضل للمركبات الكهربائية ، بأقل معدل للتدفئة الذاتية.

نظرًا للأداء الاقتصادي والشامل الجيد للنظام ، تم إيلاء المزيد والمزيد من الاهتمام لبطاريات ليثيوم أيون الهجينة NMC. يمكن خلط ثلاث مواد نشطة ، النيكل ، المنغنيز والكوبالت بسهولة للتكيف مع التطبيق الواسع لأنظمة تخزين الطاقة والسيارات (EES) التي تتطلب إعادة تدوير متكررة. تنوع عائلة NMC آخذ في الازدياد.

breviation: NMC (NCM، CMN، CNM، MNC، MCN similar to different metal combinations) بدأ في عام 2008.

ملخص:

نطاق تشغيل البطارية النموذجي 3.0-4.2V أو أعلى

طاقة محددة (سعة) 150-220 واط / كجم

شحن (معدل C) 0.7-1C ، فرض رسوم على 4.20V ، وبعضها إلى 4.30 فولت ؛ 3 ساعات الشحن النموذجي. سيؤدي الشحن الحالي فوق 1C إلى تقصير عمر البطارية.

التفريغ (C معدل) 1C. 2C قد تكون مجدية في بعض النوى ؛ 2.50 فولت قطع

دورة الحياة 1000-2000 (يعتمد على عمق التفريغ ودرجة الحرارة)

هروب حراري نموذجي 210 درجة مئوية (410 درجة فهرنهايت). ارتفاع تهمة يعزز حر هارب

دراجات كهربائية ، معدات طبية ، مركبات كهربائية ، صناعة

توفر التعليقات التوضيحية قدرة عالية وقوة عالية. النواة المختلطة. ترحب بالعديد من الاستخدامات ، فإن الحصة السوقية تتزايد.