NMC akkuk » Nikkel-mangán-kobalt technológia
Közzétéve: 2023.10.10. | Olvasási idő: 3 perc
Az NMC akkumulátorok a lítium akkumulátorok nagy családjába tartoznak. Az NMC rövidítés jelentése: nikkel, mangán és kobalt - ezért a szakértők ezeket az akkukat lítium-nikkel-mangán-kobalt akkumulátorokként is emlegetik. Az akkumulátor neve a pozitív pólus anyagából származik, amelyhez különböző összetételű lítium-nikkel-mangán-kobalt-oxidokat használnak.
Az oxid összetételétől függően a kapacitás és a teljesítmény (és természetesen az ár is) jelentősen eltérhet. Ez azt jelenti, hogy az NMC akkumulátorok a gyártás során a megfelelő elektródaanyag kiválasztásával a tervezett alkalmazáshoz optimálisan konfigurálhatók.
Az NMC-akkumulátor felépítése megfelel a klasszikus lítium-ion cellának - anóddal, katóddal, szeparátorral és elektrolittal. Ha szükséges, megtekintheti a lítium-ion cellák pontos szerkezetét az Útmutató a lítium akkumulátorokhoz című cikkünkben.
Az egyetlen különbség az útmutatóban látható lítium-kobalt-oxid akkumulátorhoz képest a pozitív elektróda szerkezete. Az NMC akkumulátorhoz lítium-nikkel-mangán-kobalt-oxid keverékét használnak. Az elektróda oxidösszetételéhez különböző keverési arányok vagy technológiák léteznek:
NMC 333 Lítium-ion akkumulátor 33,33% nikkel (Ni), 33,33% mangán (Mn) és 33,33% kobalt (Co) tartalommal.
NMC 622Lítium-ion akkumulátor 60% nikkel (Ni), 20% mangán (Mn) és 20% kobalt (Co) tartalommal.
NMC 811Lítium-ion akkumulátor 80% nikkel (Ni), 10% mangán (Mn) és 10% kobalt (Co) tartalommal.
A kobalt és a kobalt-oxidok viszonylag drágák. Ezenkívül a bányászatot (például a Kongói Demokratikus Köztársaságban) olykor illegálisan, szociális-, egészségügyi-, munkajogi- vagy környezetvédelmi szempontok figyelembevétele nélkül végzik. Ezért a gyártók megpróbálják tovább csökkenteni az NMC-cellák kobalt tartalmát. Ezzel párhuzamosan kísérleteket tesznek a kapacitás, az energia, a teljesítmény és a versenyképesség növelésére is.
A felépítéshez hasonlóan az NMC akkumulátorok működése megegyezik a lítium-ion sorozat többi akkumulátorával.
Töltési folyamat
A töltési folyamat során a töltési feszültség elektronokat szív fel az akkumulátor pozitív elektródájáról, és elérhetővé teszi azokat a negatív elektródán. Ennek eredményeként lítium-ionok szabadulnak fel a pozitív pólusról, majd az elektroliton és a szeparátoron keresztül a negatív pólusra vándorolnak. Ott mindegyik elnyel egy-egy elektront, és beágyazódik a grafitrétegbe. A töltési folyamat energiája nagyon sok elektront köt a negatív elektródához.
Kisütési folyamat
Az akkumulátor kisütéséhez elegendő egy külső áramkört létrehozni egy fogyasztóval. Amint az áramkör bezárul, a lítium felszabadítja a korábban elnyelt elektront. Ezután lítium-ionként vándorol a szeparátoron keresztül vissza a pozitív elektródához. A negatív elektródán felszabaduló elektronok a külső áramkörön keresztül a pozitív pólusra áramlanak, ahol lehetővé teszik a lítium-ion abszorpcióját az oxidba.
Az Lítium akkumulátorok útmutatójában részletesen leírjuk az egyes töltés és kisütés során lezajló folyamatokat.
Az NMC akkumulátorok nagyon magas fajlagos energiát és hosszú élettartamot kínálnak megfelelő használat és megfelelő gondozás esetén. Ezért ezeket a cellákat gyakran és szívesen használják sokféle alkalmazáshoz, ahol a teljesítmény az elsődleges szempont.
A legfontosabb felhasználási terület az elektromobilitás.
Az NMC technológiás akkumulátorokat az autóipar világszerte leggyakrabban elektromos autókban használja. Csupán az amerikai Tesla gyártó támaszkodik egyre inkább az NCA akkumulátorokra ill. LFP akkumulátorokra elektromos járműveiben.
Még az egyszerű elektromos járművek, például az e-kerékpárok vagy a robogók esetében is előnyben részesítik az NMC akkumulátorokat.
Az NMC-akkumulátorokat ugyanekkor egyre gyakrabban használják olyan kis elektronikai eszközökben is, mint az okostelefonok és a notebookok, és a nagy energiasűrűségük miatt mára szinte teljesen felváltották a korábban használt lítium-kobalt-oxid akkumulátorokat.
Miről ismerjük fel az NMC akkumulátort?
A gyártók gyakran csak "Li-Ion"-t írnak a lítium-ion akkumulátor típustáblájára, és sajnos nem adnak tájékoztatást az alkalmazott technológiáról. Mivel a cellafeszültségre vonatkozó információk ebben az esetben sem hasznosak, szükség esetén az akku- vagy az adott készülék műszaki dokumentációjában kell utánanézni. További kétségek esetén a gyártóhoz kell fordulni.
Mire kell ügyelni, ha NMC akkut használunk?
Alapvetően az akkumulátorok kezelésekor mindig tartsa be a gyártó biztonsági utasításait. Ez azt is jelenti, hogy a lítium akkumulátorokat mindig a meghatározott töltővel kell tölteni. A töltési folyamatot mindig a készüléket használó személynek kell felügyelnie. Megfelelő kezelés esetén a lítium akkumulátorok nagyon biztonságos energiatároló eszközök, nagy energiasűrűséggel és hosszú élettartammal. Túltöltés vagy mechanikai sérülés esetén azonban fennáll annak a veszélye, hogy az akkumulátor kigyullad. A szakértők ezt a hatást exoterm reakciónak vagy termikus szökésnek nevezik.
Milyen fejlesztések várhatók az NMC akkumulátorokkal kapcsolatban?
Különböző cégek keményen dolgoznak a teljesítmény és az élettartam növelésén. Főleg az elektromobilitás területén az akkumulátorok élettartama meghatározó kritérium az elektromos járművek vásárlásánál.