リチウムニッケルマンガンコバルト電池-はじめにと特徴

リチウムイオン電池が非常に人気があることは誰もが知っています。さらに、市場にはさまざまな種類のバッテリーがあります。その中でも、リチウムニッケルマンガンコバルト電池は、一般的に使用されているリチウムタイプの1つです。 NMCと略され、これらの電池は広く使用されており、リチウム電池の中で最も成功しているタイプの1つです。

このガイドでは、リチウムニッケルマンガンコバルト電池を紹介し、技術について可能な限り学ぶことができるようにします。さぁ、始めよう。

リチウム電池にはコバルトが含まれていますか？

はい、コバルトは二次電池の重要な要素の1つです。まず、リチウム電池におけるコバルトの重要性についてお答えします。 NMC電池は、強力な磁石、高張力合金、高速切削工具の製造に使用されるほか、多くのリチウムイオン電池の陰極材料として機能します。

コバルトは、銅とニッケルの製造中に副産物として生成されます。コバルトは非常に高価ですが、リチウム電池での材料の使用はまだ排除されていません。リチウムイオン電池用に商品化された最初の正極材料でした。ニッケル、マンガン、アルミニウムとブレンドして、バッテリーの原動力を作ることができます。

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コバルトのエネルギー密度の高い構造により、大量の電力を必要とする小型バッテリーに最適であることを証明する多くの実験が行われています。コバルトの抽出プロセスは複雑であるため、材料の入手には非常に高い費用がかかります。そのため、電池メーカーは電池に使用されるコバルトの量を削減しようとしています。

世界のコバルトの半分が、スマートフォン、タブレット、さらには電気自動車などの充電式バッテリーに使用されていることを知って驚かれることでしょう。コバルトには2つの固有の特性があり、バッテリー用途に最適です。 1つ目は熱安定性で、2つ目は高エネルギー密度です。コバルトがリチウム電池でどのような役割を果たしているかを理解できるように、これらの両方の側面について次のセクションで説明します。

リチウムニッケルマンガンコバルト電池は充電式ですか？

はい、リチウムニッケルマンガンコバルト電池が充電式であることは間違いありません。コバルトはリチウム電池の陰極に含まれています。バッテリーが充電されると、リチウムイオンはカソードからアノードに流れて貯蔵されます。そして、バッテリーが放電すると、イオンはカソードに逆流し、さまざまなデバイスに電力を供給する電子を放出します。

コバルト製の陰極は、すぐに過熱したり、発火したりすることはありません。そしてこれは、コバルトが使用されるまで、製造業者にとって重大な安全上の懸念でした。安全率により、バッテリーは以前よりも多くのエネルギーを蓄え、伝達することができます。コバルトを使用しているのはリチウム電池だけではありません。ニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池などの他の充電式電池も、電池の化学的性質の重要な要素としてコバルトを使用しています。

現在、コバルトは電気自動車に電力を供給できるバッテリーの未来と見なされています。しかし、コバルトの生産と抽出は依然として各国の問題です。

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リチウムニッケルマンガンコバルト電池の特徴は何ですか？

NMCは、さまざまな電動工具、電動自転車、およびその他の電動パワートレインに最適なバッテリーです。 NMC電池の組成には、ニッケルの3分の1、マンガンの3分の1、コバルトの3分の1が含まれ、1：1：1の比率になっています。しかし、秘密はニッケルとマンガンを組み合わせることにあります。ニッケルは比エネルギーが高いことで知られており、マンガンは内部抵抗が低いという利点があります。 2つの元素を組み合わせると、ニッケルの安定性の低さとマンガンの比エネルギーの低下が解消されます。

電池のコバルト含有量が削減されるため、製造工程に必要な原材料のコストも削減されました。現在、ニッケルベースのコバルトカソードシステムは、バッテリーのより高いエネルギー密度、低コスト、およびより長いライフサイクルを提供するために使用されています。 NMCは全体的に優れた性能を持ち、特定のエネルギー分野で優れています。さらに、これらのバッテリーは自己発熱率が最も低く、エネルギー貯蔵システムや自動車用途で最も経済的なオプションの1つになっています。これらのバッテリーの典型的な特性は次のとおりです。

• 3.60〜3.70ボルトの公称電圧（動作範囲は3〜4.2 V /セル以上）

• 150〜220 Wh / kgの比エネルギーまたは容量
  

• 0.7〜1Cの充電率
  

• カットオフとして2.50Vの一部のセルの1C〜2Cの放電率
  

• 生涯1000-2000サイクル
  

• 高充電で210°Cの熱暴走
  

• コストはkWhあたり420ドル近くです
  

• アプリケーションは主に電動自転車、医療機器、EV、産業機器にあります
  

• 大容量と高電力を提供
  

ニッケルマンガンコバルトバッテリーのプラス面により、その市場シェアは日々増加しています。それらは一般的に多くのデバイスのハイブリッドセルとして機能します。これらの電池は、将来の電池技術の主要なカソード化学物質とも見なされています。ニッケル、マンガン、コバルトの比率が異なるこれらのバッテリーの他のバリエーションもあります。

いくつかの最後の言葉：

ご覧のとおり、二次電池技術は急速に変化しています。毎日、市場には新しいものがあります。リチウム源が不足しているため、メーカーはバッテリーの代替化学物質を探すことを余儀なくされています。それまで、各国は困難な状況を回避し、コバルトを安全に抽出して製造業者が使用し続けることができるようにしようとしています。