¿Qué tal la batería de ácido níquel-cobalto-manganeso?

Óxido de litio, níquel, cobalto y manganeso (LiNiMnCoO2 o NMC)

Uno de los sistemas de iones de litio de mayor éxito es la combinación de cátodos de níquel, manganeso y cobalto (NMC). Similar a la manganita de litio, este sistema se puede personalizar para usar como batería de energía o batería de energía. Por ejemplo, un NMC en una batería 18650 en condiciones de carga media tiene una capacidad de aproximadamente 2800 mAh y puede proporcionar una corriente de descarga de 4 A a 5 A; El mismo tipo de NMC está optimizado para una potencia específica con una capacidad de solo 2.000 mAh, pero está disponible una corriente de descarga continua de 20A. El ánodo a base de silicio alcanzará 4000 mAh o más, pero la capacidad de carga se reducirá y el ciclo de vida se acortará.El silicio agregado al grafito tiene defectos en que el ánodo se expande y se contrae con la carga y descarga, por lo que la tensión mecánica de la batería es en gran medida inestable. El secreto de NMC radica en la combinación de níquel y manganeso. Similar a esta es la sal, en la que los componentes principales, el sodio y el cloruro, son tóxicos en sí mismos, pero se mezclan como sal condimentada y conservante de alimentos. Níquel conocido por su alta energía específica, pero su estabilidad es pobre; la estructura de espinela de manganeso puede lograr una resistencia interna baja pero una energía específica baja. Los dos metales activos tienen ventajas complementarias.

La NMC es la batería preferida para herramientas eléctricas, bicicletas eléctricas y otros sistemas de energía eléctrica. La combinación del cátodo es típicamente un tercio de níquel, un tercio de manganeso y un tercio de cobalto, también conocido como 1-1-1. Esto proporciona una mezcla única que también reduce los costos de materia prima debido al contenido reducido de cobalto. Otra combinación exitosa es NCM, que contiene 5 partes de níquel, 3 partes de cobalto y 2 partes de manganeso (5-3-2). También se pueden utilizar otras cantidades diferentes de combinaciones de materiales de cátodo. Debido al alto costo del cobalto, los fabricantes de baterías han cambiado de cátodos de cobalto a níquel. Los sistemas a base de níquel tienen una densidad de energía más alta, un costo más bajo y una vida útil más larga que las baterías a base de cobalto, pero sus voltajes son ligeramente más bajos. Los nuevos electrolitos y aditivos pueden cargar una sola batería a más de 4,4 V, lo que aumenta la potencia.

NMC tiene un buen rendimiento general y sobresale en términos de energía específica. Esta batería es la primera opción para vehículos eléctricos con la tasa de autocalentamiento más baja.

Debido al rendimiento económico y completo de este sistema, las baterías híbridas de iones de litio NMC están recibiendo cada vez más atención. Se pueden mezclar fácilmente tres materiales activos, níquel, manganeso y cobalto, para adaptarse a una amplia gama de aplicaciones para los sistemas de almacenamiento de energía (EES) y de automoción que requieren ciclos frecuentes. La diversidad de la familia NMC está creciendo.

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