Baterije i akumulatori NMC . Tehnologija nikal-mangan-kobalt
Objavljeno: 10.10.2023 | Vrijeme čitanja: 3 minute
NMC baterije, ili NMC baterije kako se sada sve češće nazivaju, pripadaju velikoj obitelji litijevih punjivih baterija. Kratica NMC označava nikl, mangan i kobalt, zbog čega stručnjaci baterije nazivaju i litij-nikal-mangan-kobalt baterije. Naziv punjiva baterija dolazi od materijala s pozitivnim polom koji koristi okside litij-nikal-mangan-kobalt u različitim sastavima.
Ovisno o sastavu oksida, performanse i kapacitet, kao i cijena, mogu uvelike varirati. To znači da se NMC baterije mogu optimalno konfigurirati za namjeravanu upotrebu tijekom proizvodnje odabirom pravog materijala elektrode.
Struktura NMC baterije odgovara strukturi klasične litij-ionske ćelije s anodom, katodom, separatorom i elektrolitom. Ako je potrebno, možete pročitati točnu strukturu litij-ionske ćelije u našem vodiču za litijske baterije.
Jedina razlika u usporedbi s litij kobalt oksid baterijom prikazanom u vodiču je struktura pozitivne elektrode. Mješavina litij nikal mangan kobalt oksida koristi se za NMC bateriju. Postoje različiti omjeri miješanja i tehnologije za sastav elektrodnog oksida:
NMC 333 litij-ionska baterija s 33,33% nikla (Ni), 33,33% mangana (Mn) i 33,33% kobalta (Co).
NMC 622 litij-ionska baterija sa 60% nikla (Ni), 20% mangana (Mn) i 20% kobalta (Co).
NMC 811 Litij-ionska baterija s 80% nikla (Ni), 10% mangana (Mn) i 10% kobalta (Co).
Kobalt i kobaltni oksidi relativno su skupi. Nadalje, rudarenje se, primjerice u Demokratskoj Republici Kongo, ponekad provodi ilegalno i bez obzira na socijalne, zdravstvene, radne ili ekološke aspekte. Stoga proizvođači neprestano rade na smanjenju udjela kobalta u NMC ćelijama. Istodobno nastoje povećati kapacitet, energiju i performanse te konkurentnost.
Poput dizajna, način na koji NMC baterija radi je isti kao kod ostalih litij-ionskih baterija.
Proces punjenja
Tijekom punjenja, napon punjenja izvlači elektrone s pozitivne elektrode baterije i čini ih dostupnima negativnoj elektrodi. Kao rezultat toga, litijevi ioni se oslobađaju s pozitivnog terminala i migriraju kroz elektrolit i separator na negativni terminal. Tamo zauzimaju svaki po jedan elektron i talože se u grafitnom sloju. Energija procesa punjenja tako veže vrlo velik broj elektrona na negativnu elektrodu.
Proces istovara
Za pražnjenje akumulatora dovoljno je uspostaviti vanjski strujni krug s potrošačem. Čim se krug zatvori, litij oslobađa prethodno apsorbirane elektrone. On zatim putuje kroz separator kao litij ion natrag do pozitivne elektrode. Elektroni oslobođeni na negativnoj elektrodi također teku kroz vanjski krug do pozitivnog terminala, gdje omogućuju apsorpciju litijevih iona u oksid.
Pojedinačni procesi koji se odvijaju tijekom punjenja i pražnjenja detaljno su opisani u našem vodiču za litijske baterije.
NMC baterije imaju vrlo visoku specifičnu energiju i dug vijek trajanja kada se pravilno koriste i održavaju. Stoga se ove ćelije često koriste za razne primjene gdje je izvedba najvažnija.
Vjerojatno najvažnije područje primjene je elektromobilnost .
Baterije s NMC tehnologijom najčešće se koriste u električnim automobilima u automobilskoj industriji diljem svijeta. Samo američki proizvođač Tesla sve više koristi NCA ili LFP baterije u svojim električnim vozilima .
Čak i za jednostavna električna vozila kao što su e-bicikli ili skuteri , NMC baterije su najprikladniji izbor.
Međutim, NMC baterije se također sve više koriste u malim elektroničkim uređajima kao što su pametni telefoni i prijenosna računala i gotovo su u potpunosti zamijenile ranije korištene litij-kobalt-oksidne baterije zbog svoje visoke gustoće energije.
Kako možete identificirati NMC bateriju?
Proizvođači često samo napišu Li-Ion na natpisnoj pločici litij-ionske baterije, ali nažalost ne daju nikakve informacije o korištenoj tehnologiji. Budući da ni podaci o naponu ćelije u ovom slučaju nisu od pomoći, ove podatke treba po potrebi potražiti u tehničkoj dokumentaciji baterije ili odgovarajućeg uređaja. Ako ste u nedoumici, obratite se proizvođaču.
Što treba uzeti u obzir pri rukovanju NMC punjivim baterijama?
Prilikom rukovanja punjivim baterijama uvijek se moraju pridržavati sigurnosnih uputa proizvođača. To također uključuje činjenicu da litijeve baterije uvijek treba puniti punjačem namijenjenim za tu svrhu. Proces punjenja uvijek treba nadzirati osoba koja koristi bateriju. Kada se njima pravilno rukuje, litijeve baterije su vrlo sigurni uređaji za pohranu energije s visokom gustoćom energije i dugim vijekom trajanja. Međutim, u slučaju prekomjernog punjenja ili mehaničkog oštećenja, postoji opasnost da se baterija zapali. Stručnjaci taj učinak nazivaju egzotermnom reakcijom ili toplinskim bijegom.
Kakva je budućnost NMC baterija?
Razne tvrtke naporno rade na povećanju performansi i životnog vijeka. Posebno u području elektromobilnosti, trajanje baterije je odlučujući kriterij za kupnju električnih vozila.