0
0
0

Литий-никель-марганец-кобальт-оксидные аккумуляторы. Преимущества, недостатки, использование.

Литий-никель-марганец-кобальт-оксидные аккумуляторы. Преимущества, недостатки, использование.

Что такое NMC-аккумуляторы?

Литий-никель-марганец-кобальт-оксидные аккумуляторы (используемые аббревиатуры Li-NMC, LNMC, NMC или NCM), состоят из оксидов лития, никеля, марганца и кобальта, и имеют следующую химическую формулу: LiNixMnyCozO2. Наиболее распространённые модели аккумуляторов обладают химическим составом X+Y+Z=1, и имеют слоистую структуру, схожую с трёхвалентным оксидом лития-кобальта (LiCoO2). По заверениям некоторых источников-производителей, вторым оптимальным соотношением является LiNi5Mn2Co3O2.

NCM аккумуляторы сосредоточили в себе все существующие достоинства лития: большая токоотдача, химическая стабильность, высокая энергоёмкость.

Почему они так хороши?

Секретом их эффективности является практически идеальное сочетание никеля и марганца. Положительной стороной марганца является его шпинельная (от нем. Spinell – колючка) структура, с другой стороны, марганец обладает высоким внутренним сопротивлением (что, в итоге, понижает энергоёмкость батареи). Положительной стороной никеля является высокая энергоёмкость, но при этом никель сам по себе крайне нестабилен. Сочетание этих элементов позволят подчеркнуть их сильные стороны и компенсировать недостатки друг друга.

Положительные и отрицательные стороны.

В итоге, NMC-аккумуляторы имеют электроёмкость на уровне 220 Вт*ч/кг, что позволяет использовать их в переносных устройствах, где одним из ключевых факторов является вес. Ещё одной положительной стороной является низкая пожароопасность конечного изделия, что позволяет использовать их в качестве ИБП (источников бесперебойного питания).

Недостатком NMC-аккумуляторов можно назвать их относительно высокую стоимость, по сравнению с более устаревшими типами Li-ion ячеек.

Технические характеристики

Показатель

Значение

Напряжение

3,7 Вольт

Количество циклов

1000+

Тепловой пробой

+210 Со

Максимальное напряжение

4,3 Вольта

Минимальное напряжение

2,6 Вольта

Удельная энергоёмкость

150-220 Вт*ч/кг

С–рейтинг зарядки

0,7-1С. Если сила тока выше, то АКБ быстрее выйдет из строя.

С–рейтинг разрядки

1С. Некоторые модели поддерживают 2С

Таблица 1. Технические характеристики NCM–элементов

Использование

Основной сферой применения NMC–аккумуляторов является электротранспорт.

Аккумуляторы данного типа были впервые были установлены на электротранспорт в 2011 году на автомобиль BMW ActiveE, и в 2013 году на автомобиль BMW i8. На данный момент NCM-аккумуляторы устанавливались и устанавливаются на следующие модели электротранспорта:

  • Audi e-tron GE
  • BMW i3
  • Chevrolet Bolt
  • Hyundai Kona Electric
  • Jaguar I-pace
  • JMC E200L
  • Nissan Leaf
  • Renault ZOE
  • VW e-Golf и т.д

Множество производителей электротранспорта не используют в качестве составных частей тягового аккумулятора NCM–ячейки. Самым известным представителем таких производителей является компания Tesla, которые используют NCA–ячейки (Литий-никель-кобальт-алюминиевые ячейки (LiNiСoAlO2)). Однако, в бытовом аккумуляторе Tesla Powerwall, предназначенном для сохранения энергии в целях бытового использования, сдвига нагрузки потребления и резервного питания, по словам, используются NMC–ячейки.

Ещё одной сферой использования является (как было уже сказано в положительных сторонах) источники бесперебойного питания.

Например, в Южной Корее, в 2016 году были установлены ИБП, произведённых из NCM–элементов: один мощностью 16 МВт и ёмкостью 6 МВт*ч, и один мощностью 24 МВт и ёмкостью 9 МВт*ч. А в 2018 году подобный ИБП, мощностью 30 МВт и ёмкостью 11 МВт*ч был установлен и введён в эксплуатацию в городе Ньюман, штат Западная Австралия.

Зарядка и эксплуатация

По большей части, NMC–элементы используются в сборках из нескольких ячеек, а значит, для зарядки необходимо подключить сетевой адаптер к спец.разъёму, и зарядка пойдёт автоматически. Примерное время зарядки будет составлять в районе 3 часов.

На что обратить внимание при покупке

В первую очередь следует обратить внимание, при покупке NCM элементов на разрядный ток устройства, в котором будет использоваться АКБ. При высокой нагрузке рекомендуется выбрать элементы с относительно небольшой ёмкостью.

Компания VirtusTec в данный момент проводит внедрение нового продукта: аккумуляторных батарей, собранных исключительно из NCM–элементов. Сборка происходит исходя из требований заказчика, а размер и вес готовой АКБ будет несколько меньше, чем у схожего по характеристикам LiFePO4.

Комментарии