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鎳鈷錳酸鋰(LiNiMnCoO2或NMC)
最成功的鋰離子體系之一是鎳錳鈷(NMC)的陰極組合。與錳酸鋰類似,這個體系可以定制用作能量電池或功率電池。例如,中等負載條件下的18650電池中的NMC具有約2,800mAh的容量并且可以提供4A至5A放電電流;同一類型的NMC在針對特定功率進行優(yōu)化時,容量僅為2,000mAh,但可提供20A的連續(xù)放電電流。硅基陽極將達到4000mAh以上,但負載能力降低,循環(huán)壽命縮短。添加到石墨中的硅具有缺陷,即陽極隨著充電和放電而膨脹和收縮,使得電池機械應力大結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。
NMC的秘密在于鎳和錳的結(jié)合。與此類似的是食鹽,其中主要成分鈉和氯化物本身是有毒的,但將它們混合起來作為調(diào)味鹽和食品保存劑。鎳以其高比能量而聞名,但穩(wěn)定性差;錳尖晶石結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)低內(nèi)阻但比能量低。兩種活性金屬優(yōu)勢互補。
NMC是電動工具,電動自行車和其他電動動力系統(tǒng)的首選電池。陰極組合通常是三分之一鎳,三分之一錳和三分之一鈷,也被稱為1-1-1。這提供了一種獨特的混合物,由于鈷含量降低,也降低了原材料成本。另一個成功的組合是NCM,其中含有5份鎳,3份鈷和2份錳(5-3-2)。也可以使用其他不同量的陰極材料組合。