Le batterie agli ioni di litio sono tutte uguali?

26 Aug 2021

NO. In realtà, esiste un gruppo di famiglie chimiche correlate. L'industria delle batterie ne evidenzia sei varianti comuni, insieme ai dettagli delle caratteristiche chimiche di quelle più adatte alla vostra applicazione. Di seguito sono riportati i 6 tipi più comuni di batterie agli ioni di litio nella tabella:

Chimica	ossido di litio e cobalto	ossido di litio e manganese	Litio Nichel Manganese	Litio Ferro Fosfato	Ossido di alluminio, nichel, cobalto e litio	Titanato di litio
Forma abbreviata	Li-Cobalto	Li-Manganese	NMC	Li-fosfato	Li-Alluminio	Li-titanato
Abbreviazione	LiCoC 2 (LCO)	LiMn 2 O 4 (VO)	LiNiMnCoO 2 (NMC)	LiFePO 4 (LFP)	LiNiCoAlO 2 (NCA)	Li 2 TiO 3 (LTO)
Commenti	Alta energia, potenza limitata. La quota di mercato si è stabilizzata.	Elevata potenza, minore capacità; più sicuro del litio-cobalto; spesso miscelato con NMC per migliorare le prestazioni.	Alta capacità e alta potenza. Comuni nei dispositivi di consumo. Anche NCM, CMN, MNC, MCN.	Tensione di scarica piatta, alta potenza bassa capacità, molto sicuro; elevato Autoscarica.	Massima capacità con potenza moderata. Simile al litio-cobalto.	Lunga durata, ricarica rapida, ampio intervallo di temperatura e sicuro. Bassa capacità, Costoso.

Qui parleremo dei 2 tipi più diffusi di batterie al litio.

Litio Ferro Fosfato (LFP)
Questo design agli ioni di litio sfrutta il fosfato di ferro. La composizione chimica tende a garantire un'eccellente sicurezza, una lunga durata, un'energia specifica relativamente modesta, modelli di tensione più bassi, una maggiore autoscarica e la capacità di funzionare a temperature più elevate. La funzione di ricarica rapida Batterie LFP può essere un vantaggio notevole per le applicazioni che subiscono interruzioni di corrente più frequenti rispetto alla ricarica più lenta Batterie VRLA .

FOSFATO DI LITIO E FERRO: catodo LiFePO4, anodo in grafite Forma abbreviata: LFP o Li-fosfato, dal 1996
Tensione nominale	3,20 V, 3,30 V
Energia specifica (capacità)	90-120 Wh/kg
Carica (tasso C)	1C tipico, carica a 3,65 V; tempo di carica tipico 2,5-3 ore
Scarica (C-rate)	1C, 25C su alcune celle; impulso 40A (2s); 2,50V cut-off (inferiore a 2V provoca danni)
Ciclo di vita	3000-5000 (in base alla profondità di scarica, alla temperatura)
fuga termica	270ºC (518 ºF) Batteria molto sicura anche se completamente carica
Applicazioni	Portatili e fissi che necessitano di elevate correnti di carico e resistenza
Commenti	Curva di scarica della tensione molto piatta. Una delle batterie agli ioni di litio più sicure. Utilizzata per mercati speciali. Elevata autoscarica.

Litio nichel cobalto manganese (NMC)

Questi prodotti chimici a base di ioni di litio utilizzano il manganese. NMC fornisce prestazioni ad alta densità energetica e un buon comportamento energetico specifico. E a causa di questi vantaggi queste batterie sono preferite per essere utilizzate principalmente in Applicazioni LEV .
Tuttavia, poiché il manganese è un materiale molto reattivo, l'utilizzo di queste batterie è in realtà poco rischioso se l'ambiente circostante non è sicuro. Soprattutto in condizioni di alta temperatura o pressione atmosferica, queste batterie presentano pochi fattori di rischio.

OSSIDO DI LITIO NICHEL MANGANESE COBALTO: LiNiMnCoO2, catodo, anodo di grafite Forma abbreviata: NMC (NCM, CMN, MNC, MCN simili con metalli diversi combinazioni) Dal 2008
Tensione nominale	3,60 V, 3,70 V
Energia specifica (capacità)	150-220 Wh/kg
Carica (tasso C)	0,7-1C, carica a 4,20V, alcuni arrivano a 4,30V; durata tipica della carica: 3 ore. Una corrente di carica superiore a 1C riduce la durata della batteria.
Scarica (C-rate)	1C; 2C possibili su alcune celle; interruzione a 2,50 V
Ciclo di vita	1000-2000 (in base alla profondità di scarica, alla temperatura)
fuga termica	210 ºC (410 ºF) tipico. Una carica elevata favorisce la fuga termica
Applicazioni	E-bike, dispositivi medici, veicoli elettrici
Commenti	Offre elevata capacità e potenza. Funziona come cella ibrida; la quota di mercato è in aumento.

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