Manganeso cobalto

Batería de litio, níquel, manganeso y óxido de cobalto

Aunque las baterías solares de iones de litio son más populares que nunca, no todas se fabrican igual. Y no nos referimos sólo a las diferencias entre marcas, sino que el material de las baterías puede marcar una gran diferencia en su rendimiento.

Los dos tipos más populares de baterías de iones de litio para el almacenamiento solar, el fosfato de hierro y litio (LFP) y el níquel manganeso cobalto (NMC), son opciones sólidas para los propietarios que quieren almacenar la energía que producen sus sistemas solares. Pero, ¿cuál es la más adecuada para usted?

Cuando la batería se carga, los iones de litio fluyen a través del electrolito desde el cátodo hasta el ánodo. Luego, cuando se utiliza la batería, los iones fluyen desde el ánodo hasta el cátodo. Esto crea una corriente eléctrica que se mueve desde los colectores de corriente hasta los dispositivos eléctricos de su casa.

Una batería NMC es un tipo de batería de iones de litio. Las baterías NMC tienen un cátodo hecho de una combinación de níquel, manganeso y cobalto. Probablemente has utilizado las baterías NMC más a menudo de lo que crees: alimentan smartphones, ordenadores portátiles y vehículos eléctricos. También son una de las opciones más populares para el almacenamiento solar.

Batería Nmc

Se produjeron revestimientos de espinela de manganeso-cobaltita sobre aleaciones de Fe-Cr para mejorar la estabilidad química y mecánica de las interconexiones de las pilas de combustible de óxido sólido (SOFC). Mediante la investigación térmica, es decir, la microscopía de varias muestras tratadas térmicamente en aire a 800 °C, se comprobó que el recubrimiento serigrafiado inhibía más eficazmente el crecimiento de las incrustaciones de óxido que el recubrimiento pulverizado. Se investigó la razón por la que el método de fabricación del recubrimiento de espinela afectaba a la tasa de crecimiento de las incrustaciones de óxido. Se demostró que la cascarilla de óxido en ambas muestras tras el recocido en aire a 800 °C durante 5000 h estaba compuesta por MnCr2O4 y Cr2O3 sin diferencia de composición. Sin embargo, la interfaz entre la aleación y la capa de óxido era más profunda y áspera y tenía un mayor tamaño de grano debido a la alta difusividad del oxígeno en el recubrimiento por sputtering. Por el contrario, en la muestra serigrafiada, la densa capa de espinela situada por encima de la cascarilla de óxido bloqueaba la difusión de oxígeno en la aleación, por lo que la tasa de crecimiento de la cascarilla de óxido era menor y la interfaz entre la aleación y la cascarilla de óxido permanecía plana incluso después del tratamiento térmico. La introducción de un tratamiento de reducción en el proceso de fabricación hizo más densa la capa de espinela de Mn-Co e inhibió aún más el crecimiento de la cascarilla de óxido. Además, la adición de Li como ayuda a la sinterización en la espinela de Mn-Co inhibió aún más eficazmente el crecimiento de las incrustaciones de óxido.

Batería Ncm

La batería NMC se ha convertido en un estándar en el sector marítimo actual, pero la batería LFP se ha convertido en un fuerte competidor en los últimos años debido a su mayor seguridad y mejor asequibilidad. ¿Sabe qué solución se adapta mejor a sus necesidades?

Tanto la NMC como la LFP son baterías de iones de litio, pero el material del cátodo difiere entre ambas. La NMC utiliza litio, manganeso y óxido de cobalto como material catódico, mientras que la LFP utiliza una química de fosfato de hierro y litio. Ambos tipos de baterías utilizan un ánodo de grafito. Por lo tanto, una abreviatura común y en cierto modo más correcta de estos tipos de baterías es G/NMC y G/LFP respectivamente.

Las baterías NMC y LFP construyen su estabilidad en torno al separador, la capa protectora que se forma entre el ánodo de grafito y el electrolito. El colapso de esta capa protectora es la primera etapa de una reacción en cadena, a menudo denominada desbordamiento térmico, que es más común en los cátodos basados en grafito.

La NMC es una batería con una alta densidad de energía pero con un ciclo de vida inferior. Las baterías suelen tener un coste inicial más bajo, pero puede ser necesario sustituirlas a lo largo de la vida útil del recipiente en función del perfil operativo.

Batería Nca

En 2001, Christopher Johnson, Michael Thackeray, Khalil Amine y Jaekook Kim presentaron una patente[9][10] para cátodos ricos en litio de óxido de manganeso y cobalto (NMC) basados en una estructura de dominio derivada del Li2MnO3. En 2001, Zhonghua Lu y Jeff Dahn presentaron una patente[11] para la clase de materiales de electrodos positivos NMC, basada en el concepto de solución sólida entre miembros finales.

Hay varios niveles diferentes de níquel de interés comercial. La relación entre los tres metales se indica con tres números. Por ejemplo, LiNi 0,333Mn0,333Co 0,333O2 se abrevia como NMC111 o NMC333, LiNi0,5Mn0,3Co0,2O2 como NMC532 (o NCM523), LiNi0,6Mn0,2Co0,2O2 como NMC622 y LiNi0,8Mn0,1Co0,1O2 como NMC811. En vista de los posibles problemas de abastecimiento de cobalto, hay interés en aumentar el nivel de níquel, aunque esto disminuya la estabilidad térmica[12].

Aunque se puede utilizar carbonato de litio o hidróxido de litio para fabricar el NMC111, el hidróxido de litio es necesario para fabricar el NMC811, ya que una temperatura de síntesis más baja ayuda a mitigar el intercambio de sitios de litio/níquel, que se ha relacionado con un menor rendimiento[13].