Baterai NMC, dengan kepadatan energi yang tinggi, masa pakai yang lama, dan kinerja pengisian daya yang sangat baik, secara bertahap menjadi bintang di industri kendaraan listrik. Ini berarti waktu pengisian daya yang lebih sedikit dan jarak berkendara yang lebih jauh, menjadikan mobil listrik Anda sebagai mitra yang sangat diperlukan dalam kehidupan sehari-hari. Baik untuk perjalanan sehari-hari atau tamasya akhir pekan sesekali, baterai NMC memberikan dukungan daya yang stabil dan andal. Artikel ini akan memberikan gambaran singkat tentang baterai NMC, dan kemudian menyoroti faktor-faktor utama yang harus Anda pertimbangkan saat memilih baterai pada tahun 2024.
Daftar Isi
Apa itu baterai NMC?
Info lebih lanjut untuk baterai NMC
NMC vs. asam timbal: Analisis kinerja
Apa yang harus Anda pertimbangkan saat memilih baterai NMC
Perkembangan masa depan dalam teknologi baterai NMC
Intinya
Apa itu baterai NMC?
Baterai NMC (baterai nikel-mangan-kobalt) adalah teknologi baterai isi ulang populer yang banyak digunakan pada kendaraan listrik (EV), kendaraan listrik hibrida (HEV), perangkat elektronik portabel, dan sistem penyimpanan energi (ESS).
Komponen inti baterai jenis ini meliputi elektroda positif (terdiri dari campuran oksida nikel, mangan, dan kobalt), elektroda negatif (biasanya grafit), dan elektrolit. Prinsip operasinya didasarkan pada pergerakan ion litium antara elektroda positif dan negatif.
Ion litium berpindah dari elektroda positif ke elektroda negatif selama pengisian dan menyimpan energi; saat pemakaian, ion litium kembali ke elektroda positif dan melepaskan energi.
Baterai NMC dapat dikategorikan menurut rasio nikel, mangan, dan kobalt. Tipe umum termasuk NMC111 (rasio 1:1:1), NMC622 (rasio 6:2:2), dan NMC811 (rasio 8:1:1). Sel NMC dengan rasio berbeda berbeda dalam kepadatan energi, stabilitas, dan biaya. Misalnya, baterai NMC811 menawarkan kepadatan energi yang lebih tinggi karena kandungan nikelnya yang lebih tinggi, namun mungkin tidak stabil dan hemat biaya seperti NMC111.
Masa pakai baterai biasanya dipengaruhi oleh berbagai faktor seperti suhu, jumlah siklus pengisian/pengosongan, dan laju pengisian/pengosongan, dengan baterai NMC pada umumnya bertahan ratusan hingga ribuan siklus pengisian/pengosongan.
Biaya dari Baterai NMC dipengaruhi oleh berbagai faktor, seperti harga bahan baku, teknologi manufaktur dan permintaan pasar, sehingga harga sangat berfluktuasi. Dari segi spesifikasi dan ukuran, baterai NMC hadir dalam berbagai bentuk dan ukuran, mulai dari baterai kecil (misalnya untuk ponsel atau laptop) hingga baterai besar (misalnya untuk kendaraan listrik).
Dengan kemajuan teknologi dan perluasan skala produksi, biaya Baterai NMC secara bertahap menurun dan kinerjanya meningkat.
Info lebih lanjut untuk baterai NMC
Komponen baterai NMC
Bahan elektroda positif: elektroda positif adalah komponen inti Baterai NMC, yang terbuat dari campuran oksida nikel (Nickel), mangan (Mangan), dan kobalt (Cobalt). Rasio ketiga elemen logam ini dapat disesuaikan dengan kebutuhan aplikasi spesifik, seperti NMC111 (rasio Nikel, Mangan, dan Kobalt 1:1:1), NMC622 (rasio 6:2:2) atau NMC811 (rasio 8:1: 1 rasio).
Nikel memberikan kepadatan energi yang tinggi, mangan meningkatkan keamanan baterai, dan kobalt membantu menstabilkan struktur kimia dan meningkatkan masa pakai baterai secara keseluruhan.
Bahan elektroda negatif: Elektroda negatif biasanya terbuat dari grafit atau bahan karbon bentuk lain. Anoda grafit menyediakan struktur yang stabil untuk menyimpan dan melepaskan ion litium.
Elektrolit: Elektrolit adalah media konduktif dalam baterai yang memungkinkan ion litium berpindah antara elektroda positif dan negatif selama pengisian dan pengosongan. Elektrolit biasanya terbuat dari garam litium (seperti litium heksafluorofosfat) yang dilarutkan dalam pelarut organik.
Diafragma: Diafragma adalah membran tipis berpori yang ditempatkan di antara elektroda positif dan negatif untuk mengisolasi secara fisik elektroda positif dan negatif sekaligus memungkinkan ion litium melewatinya. Bahan dan ukuran pori diafragma mempunyai dampak signifikan terhadap kinerja dan keamanan baterai.
Shell dan enkapsulasi: Untuk melindungi bahan sensitif di dalam baterai dan memastikan penggunaan yang aman, baterai NMC dikemas dalam cangkang yang kuat. Casingnya bisa fleksibel (misalnya untuk baterai ponsel) atau kaku (misalnya untuk baterai kendaraan listrik).
Kategorisasi
Klasifikasi NMC Baterai lithium-ion (nikel-mangan-kobalt) terutama didasarkan pada proporsi tiga elemen nikel, mangan, dan kobalt dalam bahan katoda. Perbedaan rasio ini tidak hanya mempengaruhi kinerja baterai, seperti kepadatan energi, siklus hidup dan stabilitas, namun juga berkaitan dengan biaya dan keamanan. Berikut adalah beberapa klasifikasi umum baterai NMC:
NMC111:
Pada baterai lithium-ion jenis ini, perbandingan nikel, mangan, dan kobalt adalah 1:1:1.
Baterai NMC111 menawarkan keseimbangan kinerja yang baik, termasuk kepadatan energi sedang, stabilitas siklus yang baik, dan biaya yang relatif rendah.
Baterai ini banyak digunakan pada produk seperti perkakas listrik dan sepeda listrik.
NMC622:
Pada baterai NMC622, proporsi nikel ditingkatkan menjadi 60%, sedangkan proporsi mangan dan kobalt masing-masing dikurangi menjadi 20%.
Peningkatan kandungan nikel meningkatkan kepadatan energi, menjadikan baterai ini lebih cocok untuk aplikasi dengan kebutuhan energi lebih tinggi, seperti kendaraan listrik tertentu.
Dibandingkan dengan NMC111, NMC622 menawarkan peningkatan kepadatan energi yang signifikan, namun mungkin mengorbankan stabilitas siklus dan biaya.
NMC811:
Baterai NMC811 memiliki kandungan nikel lebih tinggi yaitu 80%, sedangkan mangan dan kobalt masing-masing 10%.
Baterai jenis ini memiliki kepadatan energi yang lebih tinggi dan cocok untuk aplikasi yang membutuhkan jangkauan lebih jauh, seperti kendaraan listrik premium. Namun, konsentrasi nikel yang tinggi juga menimbulkan tantangan yang lebih besar, termasuk masalah stabilitas termal dan peningkatan biaya.
Skenario aplikasi
NMC Baterai lithium-ion (nikel-mangan-kobalt) telah banyak digunakan di berbagai bidang karena kepadatan energinya yang tinggi, masa pakai yang lama, dan kinerja keseluruhan yang baik. Berikut ini adalah skenario aplikasi utama baterai NMC:
Kendaraan listrik (EV):
Baterai NMC sangat populer pada kendaraan listrik, terutama pada kendaraan yang mengejar kepadatan energi tinggi dan jangkauan jauh.
Perangkat elektronik portabel:
Ini termasuk smartphone, laptop, tablet, dll. Perangkat ini memerlukan baterai kecil dan ringan dengan kepadatan energi tinggi, dimana baterai NMC unggul.
Sistem penyimpanan energi (ESS):
Sistem penyimpanan energi surya atau angin untuk penggunaan komersial dan perumahan: Baterai NMC menyediakan kepadatan energi yang diperlukan dan stabilitas siklus untuk aplikasi penyimpanan energi jangka panjang.
Sepeda elektronik dan skuter elektronik:
Aplikasi ini biasanya memerlukan baterai ringan dan kepadatan energi tinggi, dan baterai NMC memenuhi persyaratan ini.
Kendaraan udara listrik dan kendaraan udara tak berawak (UAV):
Dalam aplikasi luar angkasa seperti UAV, baterai NMC banyak digunakan karena kepadatan energinya yang tinggi dan bobotnya yang ringan.
Peralatan industri dan medis:
Pada peralatan industri khusus dan perangkat medis portabel tertentu, baterai NMC memberikan keandalan dan daya tahan yang dibutuhkan.
Angkutan umum dan angkutan berat:
Ini termasuk bus listrik dan truk listrik, yang membutuhkan baterai berkapasitas besar dan kepadatan energi tinggi.
NMC vs. asam timbal: Analisis kinerja
Baterai NMC memiliki perbedaan kinerja yang signifikan dari baterai timbal-asam dalam hal kepadatan energi, berat, masa pakai, kecepatan pengisian, dampak lingkungan, dan biaya. Berikut analisa detail performa kedua jenis baterai tersebut:
Kepadatan energi:
Baterai litium-ion NMC memiliki kepadatan energi yang tinggi, biasanya sekitar 150-220 Wh/kg, yang berarti mereka dapat menyimpan lebih banyak energi dalam volume yang lebih kecil dan bobot yang lebih ringan.
Sebaliknya, baterai timbal-asam memiliki kepadatan energi yang lebih rendah sekitar 30-50 Wh/kg. Hal ini menyebabkan baterai timbal-asam menjadi lebih besar dan berat untuk kebutuhan penyimpanan energi yang sama.
Berat dan ukuran:
Karena kepadatan energi yang lebih tinggi, baterai NMC lebih ringan dan lebih kecil dibandingkan baterai asam timbal untuk keluaran energi yang sama. Hal ini membuat baterai NMC lebih cocok untuk aplikasi yang membutuhkan bobot ringan, seperti perangkat elektronik portabel dan kendaraan listrik.
Umur panjang:
Baterai NMC biasanya memiliki masa pakai yang lebih lama, yaitu 1,000 hingga 2,000 siklus pengisian/pengosongan atau lebih.
Baterai timbal-asam memiliki siklus hidup yang lebih pendek, biasanya berkisar antara 300 hingga 500 siklus pengisian/pengosongan.
Masa pakai baterai NMC yang lebih lama berarti siklus penggantian yang lebih lama dan mungkin lebih ekonomis dalam jangka panjang.
Kecepatan dan efisiensi pengisian daya:
Baterai lithium NMC dapat diisi dengan cepat dan lebih efisien dibandingkan baterai timbal-asam.
Baterai timbal-asam memiliki proses pengisian yang lebih lambat dan pengisian dayanya kurang efisien.
Dampak lingkungan:
Baterai timbal-asam mengandung timbal dan zat asam yang sangat beracun yang berpotensi menimbulkan risiko terhadap lingkungan dan kesehatan manusia.
Sementara Baterai NMC lebih ramah lingkungan, terdapat permasalahan lingkungan dan sosial yang terkait dengan penambangan dan pengolahan litium, kobalt, dan nikel.
Biaya:
Baterai timbal-asam biasanya lebih murah daripada baterai NMC dalam hal biaya pembelian awal.
Namun, dari perspektif penggunaan dan pemeliharaan jangka panjang, baterai NMC mungkin memiliki total biaya kepemilikan yang lebih rendah (termasuk frekuensi penggantian, biaya pemeliharaan, dll.).
Secara keseluruhan, baterai NMC mengungguli baterai timbal-asam dalam hal kepadatan energi, berat, masa pakai, dan kinerja pengisian daya, sehingga lebih cocok untuk aplikasi dengan persyaratan kinerja dan portabilitas tinggi.
Namun, baterai timbal-asam masih memiliki keunggulan dalam hal biaya dan aplikasi industri tertentu. Seiring kemajuan teknologi baterai, baterai NMC menjadi lebih hemat biaya dan secara bertahap menggantikan baterai timbal-asam tradisional di lebih banyak wilayah.
Apa yang harus Anda pertimbangkan saat memilih baterai NMC
Permintaan dan kepadatan energi: Ketika diperlukan keluaran energi yang tinggi atau jarak yang jauh, seperti pada kendaraan listrik, maka akan lebih tepat untuk memilih Baterai NMC dengan kepadatan energi yang tinggi.
Batasan ukuran dan berat: Untuk aplikasi dengan batasan ukuran dan berat (misalnya perangkat elektronik portabel), baterai NMC yang ringan akan menjadi pilihan yang lebih baik.
Siklus hidup: Dalam kasus di mana pengisian dan pengosongan daya sering diperlukan (misalnya, sistem penyimpanan energi), akan lebih ekonomis jika memilih baterai NMC dengan masa pakai yang lebih lama.
Biaya: Sedangkan biaya awal sebesar Baterai NMC mungkin lebih tinggi dibandingkan jenis baterai lainnya, biaya pengoperasian jangka panjang dan frekuensi penggantiannya lebih rendah.
Kemampuan pengisian cepat: Jika diperlukan pengisian cepat, lebih tepat memilih baterai NMC yang dapat mendukung pengisian cepat.
Perkembangan masa depan dalam teknologi baterai NMC
Meningkatkan kepadatan energi:
Melalui peningkatan kimia baterai dan desain struktural, masa depan Baterai NMC akan mengejar kepadatan energi yang lebih tinggi, sehingga menghasilkan jangkauan aplikasi yang lebih jauh seperti kendaraan listrik, sekaligus mengurangi ukuran dan berat baterai.
Mengurangi ketergantungan pada kobalt:
Cobalt adalah bahan yang langka dan mahal, dan proses penambangannya seringkali melibatkan masalah lingkungan dan hak asasi manusia. Oleh karena itu, mengurangi atau menghilangkan penggunaan kobalt pada baterai NMC merupakan arah penelitian yang penting untuk mengurangi biaya dan meningkatkan keberlanjutan baterai.
Meningkatkan stabilitas siklus dan masa pakai:
Para peneliti berupaya meningkatkan stabilitas siklus dan masa pakai baterai NMC secara keseluruhan, yang akan mengurangi frekuensi penggantian dan menurunkan biaya penggunaan jangka panjang.
Intinya
Baterai NMC adalah baterai isi ulang berkinerja tinggi yang terkenal dengan kepadatan energinya yang tinggi, tahan lama, dan kinerja keseluruhan yang baik. Baterai ini terdiri dari campuran oksida nikel, mangan, dan kobalt sebagai bahan elektroda positif, grafit sebagai bahan elektroda negatif, dan menggunakan larutan garam litium sebagai elektrolitnya.
Ini banyak digunakan di berbagai bidang, termasuk kendaraan listrik, perangkat elektronik portabel, sistem penyimpanan energi, sepeda listrik dan skuter listrik, drone, serta peralatan industri dan medis.
Terakhir, jika Anda tertarik untuk menjelajahi rangkaian baterai NMC untuk penggunaan di rumah dan bisnis, lihat daftar lengkap penawaran produk di Alibaba.com.
