ทุกสิ่งที่คุณต้องการทราบเกี่ยวกับการเลือกแบตเตอรี่ NMC

แบตเตอรี่ NMCด้วยความหนาแน่นของพลังงานสูง อายุการใช้งานยาวนาน และประสิทธิภาพการชาร์จที่ยอดเยี่ยม ทำให้รถยนต์ไฟฟ้ากลายเป็นดาวเด่นในอุตสาหกรรมยานยนต์ไฟฟ้า ซึ่งหมายความว่าเวลาในการชาร์จจะสั้นลงและระยะทางในการขับขี่จะยาวขึ้น ทำให้รถยนต์ไฟฟ้าของคุณเป็นคู่หูที่ขาดไม่ได้ในชีวิตประจำวัน ไม่ว่าจะเป็นการเดินทางในชีวิตประจำวันหรือการเดินทางท่องเที่ยวในช่วงสุดสัปดาห์เป็นครั้งคราว แบตเตอรี่ NMC ก็ให้การจ่ายไฟที่เสถียรและเชื่อถือได้ บทความนี้จะสรุปข้อมูลโดยย่อเกี่ยวกับแบตเตอรี่ NMC จากนั้นจะเน้นถึงปัจจัยสำคัญที่คุณควรพิจารณาเมื่อเลือกแบตเตอรี่หนึ่งก้อนในปี 2024

สารบัญ
แบตเตอรี่ NMC คืออะไร?
ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับแบตเตอรี่ NMC
NMC เทียบกับกรดตะกั่ว: การวิเคราะห์ประสิทธิภาพ
สิ่งที่คุณควรพิจารณาเมื่อเลือกแบตเตอรี่ NMC
การพัฒนาในอนาคตของเทคโนโลยีแบตเตอรี่ NMC
บรรทัดล่าง

แบตเตอรี่ NMC คืออะไร?

แบตเตอรี่ NMC (แบตเตอรี่นิกเกิล-แมงกานีส-โคบอลต์) เป็นเทคโนโลยีแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ยอดนิยมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในยานพาหนะไฟฟ้า (EV) ยานพาหนะไฟฟ้าไฮบริด (HEV) อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พกพา และระบบกักเก็บพลังงาน (ESS) 

ส่วนประกอบหลักของแบตเตอรี่ประเภทนี้ ได้แก่ อิเล็กโทรดบวก (ประกอบด้วยออกไซด์ผสมของนิกเกิล แมงกานีส และโคบอลต์) อิเล็กโทรดลบ (โดยปกติคือกราไฟต์) และอิเล็กโทรไลต์ หลักการทำงานขึ้นอยู่กับการเคลื่อนที่ของไอออนลิเธียมระหว่างอิเล็กโทรดบวกและอิเล็กโทรดลบ 

ไอออนลิเธียมจะเคลื่อนที่จากขั้วบวกไปยังขั้วลบในระหว่างการชาร์จและกักเก็บพลังงาน เมื่อทำการคายประจุ ไอออนลิเธียมจะกลับไปที่ขั้วบวกและปลดปล่อยพลังงานออกมา

แบตเตอรี่ NMC สามารถแบ่งตามอัตราส่วนของนิกเกิล แมงกานีส และโคบอลต์ ประเภททั่วไป ได้แก่ NMC111 (อัตราส่วน 1:1:1), NMC622 (อัตราส่วน 6:2:2) และ NMC811 (อัตราส่วน 8:1:1) เซลล์ NMC ที่มีอัตราส่วนต่างกันจะมีความหนาแน่นของพลังงาน ความเสถียร และต้นทุนที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่ NMC811 มีความหนาแน่นของพลังงานสูงกว่าเนื่องจากมีปริมาณนิกเกิลสูงกว่า แต่ก็อาจไม่เสถียรและคุ้มค่าเท่ากับ NMC111 

อายุการใช้งานแบตเตอรี่โดยทั่วไปจะได้รับผลกระทบจากปัจจัยหลายประการ เช่น อุณหภูมิ จำนวนรอบการชาร์จ/การคายประจุ และอัตราการชาร์จ/การคายประจุ โดยแบตเตอรี่ NMC ทั่วไปจะใช้งานได้นานหลายร้อยถึงหลายพันรอบการชาร์จ/การคายประจุ

ค่าใช้จ่ายของ แบตเตอรี่ NMC ได้รับผลกระทบจากปัจจัยต่างๆ เช่น ราคาของวัตถุดิบ เทคโนโลยีการผลิต และความต้องการของตลาด ทำให้ราคามีความผันผวนมาก ในแง่ของคุณสมบัติและขนาด แบตเตอรี่ NMC มีรูปร่างและขนาดที่หลากหลาย ตั้งแต่แบตเตอรี่ขนาดเล็ก (เช่น สำหรับโทรศัพท์มือถือหรือแล็ปท็อป) ไปจนถึงชุดแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ (เช่น สำหรับยานยนต์ไฟฟ้า) 

ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีและการขยายขนาดการผลิต ต้นทุนของ แบตเตอรี่ NMC กำลังลดลงเรื่อยๆ และประสิทธิภาพการทำงานก็ดีขึ้น

ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับแบตเตอรี่ NMC

ส่วนประกอบของแบตเตอรี่ NMC

วัสดุอิเล็กโทรดบวก: ขั้วบวกเป็นองค์ประกอบหลักของ แบตเตอรี่ NMCซึ่งทำจากออกไซด์ผสมของนิกเกิล (Nickel) แมงกานีส (Manganese) และโคบอลต์ (Cobalt) อัตราส่วนของธาตุโลหะทั้งสามนี้สามารถปรับได้ตามข้อกำหนดการใช้งานเฉพาะ เช่น NMC111 (อัตราส่วน 1:1:1 ของนิกเกิล แมงกานีส และโคบอลต์), NMC622 (อัตราส่วน 6:2:2) หรือ NMC811 (อัตราส่วน 8:1:1) 

นิกเกิลให้ความหนาแน่นพลังงานสูง แมงกานีสเพิ่มความปลอดภัยของแบตเตอรี่ และโคบอลต์ช่วยทำให้โครงสร้างทางเคมีมีเสถียรภาพและปรับปรุงอายุการใช้งานโดยรวม

วัสดุขั้วลบ: โดยทั่วไปอิเล็กโทรดเชิงลบมักทำจากกราไฟต์หรือวัสดุคาร์บอนรูปแบบอื่น ขั้วบวกกราไฟต์มีโครงสร้างที่มั่นคงสำหรับการเก็บและปล่อยไอออนลิเธียม

อิเล็กโทร: อิเล็กโทรไลต์เป็นสื่อนำไฟฟ้าในแบตเตอรี่ที่ช่วยให้ไอออนลิเธียมเคลื่อนที่ระหว่างขั้วบวกและขั้วลบในระหว่างการชาร์จและการคายประจุ อิเล็กโทรไลต์มักทำจากเกลือลิเธียม (เช่น ลิเธียมเฮกซาฟลูออโรฟอสเฟต) ที่ละลายในตัวทำละลายอินทรีย์

กะบังลม: ไดอะแฟรมเป็นแผ่นเมมเบรนบางที่มีรูพรุนซึ่งวางอยู่ระหว่างขั้วบวกและขั้วลบเพื่อแยกขั้วบวกและขั้วลบออกจากกันในขณะที่ให้ไอออนลิเธียมผ่านเข้าไปได้ วัสดุและขนาดรูพรุนของไดอะแฟรมมีผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพและความปลอดภัยของแบตเตอรี่

เปลือกและการหุ้ม: เพื่อปกป้องวัสดุที่บอบบางภายในแบตเตอรี่และเพื่อให้มั่นใจว่าจะใช้งานได้อย่างปลอดภัย แบตเตอรี่ NMC จึงถูกหุ้มด้วยปลอกที่แข็งแรง โดยปลอกหุ้มสามารถเป็นแบบยืดหยุ่นได้ (เช่น สำหรับแบตเตอรี่โทรศัพท์มือถือ) หรือแบบแข็ง (เช่น สำหรับชุดแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า)

การจำแนกประเภท

การจำแนกประเภทของ NMC แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (นิกเกิล-แมงกานีส-โคบอลต์) ส่วนใหญ่จะขึ้นอยู่กับสัดส่วนของธาตุทั้งสามชนิด ได้แก่ นิกเกิล แมงกานีส และโคบอลต์ในวัสดุแคโทด ความแตกต่างในอัตราส่วนนี้ไม่เพียงส่งผลต่อประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ เช่น ความหนาแน่นของพลังงาน อายุการใช้งาน และความเสถียรเท่านั้น แต่ยังส่งผลต่อต้นทุนและความปลอดภัยอีกด้วย ต่อไปนี้คือประเภทแบตเตอรี่ NMC ทั่วไปบางส่วน:

น.ม.ก.111:

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนประเภทนี้มีอัตราส่วนของนิกเกิล แมงกานีส และโคบอลต์อยู่ที่ 1:1:1

แบตเตอรี่ NMC111 ให้สมดุลของประสิทธิภาพที่ดี รวมถึงความหนาแน่นของพลังงานปานกลาง ความเสถียรของวงจรที่ดี และต้นทุนที่ค่อนข้างต่ำ

แบตเตอรี่เหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น เครื่องมือไฟฟ้าและจักรยานไฟฟ้า

น.ม.ก.622:

ในแบตเตอรี่ NMC622 สัดส่วนของนิกเกิลเพิ่มขึ้นเป็น 60% ในขณะที่สัดส่วนของแมงกานีสและโคบอลต์ลดลงเหลือ 20% ทั้งสองชนิด

ปริมาณนิกเกิลที่เพิ่มขึ้นจะปรับปรุงความหนาแน่นของพลังงาน ทำให้แบตเตอรี่นี้เหมาะสำหรับการใช้งานที่มีความต้องการพลังงานสูง เช่น ยานยนต์ไฟฟ้าบางประเภท

เมื่อเปรียบเทียบกับ NMC111 แล้ว NMC622 นั้นมีความหนาแน่นของพลังงานที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก แต่ต้องแลกมาด้วยความเสถียรของรอบการทำงานและต้นทุนบางส่วน

น.ม.ก.811:

แบตเตอรี่ NMC811 มีปริมาณนิกเกิลสูงกว่าถึง 80% ในขณะที่แมงกานีสและโคบอลต์มีปริมาณ 10%

แบตเตอรี่ประเภทนี้มีความหนาแน่นของพลังงานที่สูงกว่าและเหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการระยะทางที่ไกลขึ้น เช่น ยานยนต์ไฟฟ้าระดับพรีเมียม อย่างไรก็ตาม ความเข้มข้นของนิกเกิลที่สูงยังก่อให้เกิดความท้าทายที่มากขึ้น รวมถึงปัญหาความเสถียรทางความร้อนและต้นทุนที่เพิ่มขึ้น

สถานการณ์การประยุกต์ใช้

NMC แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (นิกเกิล-แมงกานีส-โคบอลต์) ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในหลากหลายสาขา เนื่องจากมีความหนาแน่นของพลังงานสูง อายุการใช้งานยาวนาน และประสิทธิภาพโดยรวมที่ดี ต่อไปนี้คือสถานการณ์การใช้งานหลักสำหรับแบตเตอรี่ NMC:

รถยนต์ไฟฟ้า (EV):

แบตเตอรี่ NMC ได้รับความนิยมอย่างมากในยานพาหนะไฟฟ้า โดยเฉพาะในยานพาหนะที่ต้องการความหนาแน่นของพลังงานสูงและระยะทางไกล

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพา:

ซึ่งรวมถึงสมาร์ทโฟน แล็ปท็อป แท็บเล็ต เป็นต้น อุปกรณ์เหล่านี้ต้องใช้แบตเตอรี่ขนาดเล็ก น้ำหนักเบา พร้อมความหนาแน่นของพลังงานสูง โดยแบตเตอรี่ NMC ถือเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด 

ระบบกักเก็บพลังงาน (ESS):

ระบบกักเก็บพลังงานแสงอาทิตย์หรือลมสำหรับการใช้ในเชิงพาณิชย์และที่อยู่อาศัย: แบตเตอรี่ NMC ให้ความหนาแน่นของพลังงานและความเสถียรในการหมุนเวียนที่จำเป็นสำหรับการใช้งานกักเก็บพลังงานในระยะยาว 

จักรยานไฟฟ้าและสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้า:

โดยทั่วไปแอปพลิเคชันเหล่านี้ต้องใช้แบตเตอรี่น้ำหนักเบาและมีความหนาแน่นพลังงานสูง และแบตเตอรี่ NMC ก็ตอบสนองข้อกำหนดเหล่านี้ 

ยานบินไฟฟ้าและยานบินไร้คนขับ (UAV):

ในการใช้งานด้านอวกาศ เช่น โดรน แบตเตอรี่ NMC ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากมีความหนาแน่นของพลังงานสูงและมีน้ำหนักเบา 

อุปกรณ์อุตสาหกรรมและการแพทย์:

ในอุปกรณ์อุตสาหกรรมเฉพาะทางและอุปกรณ์การแพทย์พกพาบางประเภท แบตเตอรี่ NMC มอบความน่าเชื่อถือและความทนทานที่จำเป็น 

ระบบขนส่งสาธารณะและการขนส่งหนัก:

ซึ่งรวมถึงรถโดยสารไฟฟ้าและรถบรรทุกไฟฟ้าซึ่งต้องใช้แบตเตอรี่ที่มีความจุขนาดใหญ่และความหนาแน่นพลังงานสูง 

NMC เทียบกับกรดตะกั่ว: การวิเคราะห์ประสิทธิภาพ

แบตเตอรี่ NMC มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในด้านประสิทธิภาพจากแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดในแง่ของความหนาแน่นของพลังงาน น้ำหนัก อายุการใช้งาน ความเร็วในการชาร์จ ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม และต้นทุน ต่อไปนี้คือการวิเคราะห์โดยละเอียดเกี่ยวกับประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ทั้งสองประเภทนี้:

ความหนาแน่นพลังงาน:

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน NMC มีความหนาแน่นพลังงานสูง โดยทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 150-220 วัตต์/กก. ซึ่งหมายความว่าสามารถจัดเก็บพลังงานได้มากขึ้นในปริมาณที่น้อยลงและมีน้ำหนักเบากว่า

ในทางตรงกันข้าม แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดจะมีความหนาแน่นของพลังงานต่ำกว่า โดยอยู่ที่ประมาณ 30-50 วัตต์-ชั่วโมง/กก. ส่งผลให้แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดมีขนาดใหญ่และหนักกว่าสำหรับความต้องการในการจัดเก็บพลังงานที่เท่ากัน

น้ำหนักและขนาด:

เนื่องจากมีความหนาแน่นของพลังงานสูงกว่า แบตเตอรี่ NMC จึงมีน้ำหนักเบากว่าและมีขนาดเล็กกว่าแบตเตอรี่ตะกั่วกรดเมื่อให้พลังงานเท่ากัน ซึ่งทำให้แบตเตอรี่ NMC เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการความเบา เช่น อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พกพาและยานยนต์ไฟฟ้า 

ยืนยาว:

แบตเตอรี่ NMC โดยทั่วไปจะมีอายุการใช้งานยาวนานถึง 1,000 ถึง 2,000 รอบการชาร์จ/ปล่อยประจุหรือมากกว่านั้น

แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดมีรอบอายุการใช้งานสั้น โดยทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 300 ถึง 500 รอบการชาร์จ/คายประจุ

อายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นของแบตเตอรี่ NMC หมายความว่ารอบการเปลี่ยนแบตเตอรี่จะนานขึ้น และอาจประหยัดมากกว่าในระยะยาว 

ความเร็วในการชาร์จและประสิทธิภาพ:

แบตเตอรี่ลิเธียม NMC สามารถชาร์จได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพมากกว่าแบตเตอรี่ตะกั่วกรด 

แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดมีกระบวนการชาร์จที่ช้ากว่าและมีประสิทธิภาพในการชาร์จน้อยกว่า

ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม:

แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดประกอบด้วยสารตะกั่วและกรดซึ่งเป็นพิษสูงซึ่งอาจก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสิ่งแวดล้อมและสุขภาพของมนุษย์

ในขณะที่ แบตเตอรี่ NMC เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น แต่มีปัญหาสิ่งแวดล้อมและสังคมที่เกี่ยวข้องกับการขุดและแปรรูปลิเธียม โคบอลต์ และนิกเกิล

ค่าใช้จ่าย:

แบตเตอรี่ตะกั่วกรด โดยปกติจะมีราคาถูกกว่าแบตเตอรี่ NMC ในแง่ของต้นทุนการซื้อครั้งแรก

อย่างไรก็ตาม จากมุมมองการใช้งานและการบำรุงรักษาในระยะยาว แบตเตอรี่ NMC อาจมีต้นทุนการเป็นเจ้าของโดยรวมต่ำกว่า (รวมถึงความถี่ในการเปลี่ยน ต้นทุนการบำรุงรักษา และอื่นๆ)

โดยรวมแล้ว แบตเตอรี่ NMC มีประสิทธิภาพเหนือกว่าแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดในแง่ของความหนาแน่นของพลังงาน น้ำหนัก อายุการใช้งาน และประสิทธิภาพในการชาร์จ ทำให้แบตเตอรี่ประเภทนี้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการประสิทธิภาพสูงและพกพาสะดวก 

อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดยังคงมีข้อได้เปรียบในด้านต้นทุนและการใช้งานในอุตสาหกรรมบางประเภท เมื่อเทคโนโลยีแบตเตอรี่ก้าวหน้าขึ้น แบตเตอรี่ NMC จึงมีความคุ้มทุนมากขึ้นและค่อยๆ เข้ามาแทนที่แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดแบบเดิมในพื้นที่อื่นๆ มากขึ้น

สิ่งที่คุณควรพิจารณาเมื่อเลือกแบตเตอรี่ NMC

ความต้องการพลังงานและความหนาแน่น: เมื่อต้องใช้พลังงานสูงหรือระยะทางไกล เช่น ในรถยนต์ไฟฟ้า ควรเลือก แบตเตอรี่ NMC ที่มีความหนาแน่นพลังงานสูง

ข้อจำกัดด้านขนาดและน้ำหนัก: สำหรับแอปพลิเคชั่นที่มีข้อจำกัดด้านขนาดและน้ำหนัก (เช่น อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พกพา) แบตเตอรี่ NMC น้ำหนักเบาจะเป็นตัวเลือกที่ดีกว่า

วงจรชีวิต: ในกรณีที่จำเป็นต้องชาร์จและปล่อยประจุบ่อยครั้ง (เช่น ระบบกักเก็บพลังงาน) จะประหยัดมากกว่าหากเลือกแบตเตอรี่ NMC ที่มีอายุรอบการใช้งานยาวนานกว่า

ค่าใช้จ่าย: ในขณะที่ค่าใช้จ่ายเริ่มต้นของ แบตเตอรี่ NMC อาจสูงกว่าแบตเตอรี่ประเภทอื่น ต้นทุนการใช้งานในระยะยาวและความถี่ในการเปลี่ยนจะต่ำกว่า

ความสามารถในการชาร์จที่รวดเร็ว: ในกรณีที่จำเป็นต้องชาร์จเร็ว ควรเลือกแบตเตอรี่ NMC ที่รองรับการชาร์จเร็วได้

การพัฒนาในอนาคตของเทคโนโลยีแบตเตอรี่ NMC

เพิ่มความหนาแน่นของพลังงาน:

ผ่านการปรับปรุงทางเคมีของแบตเตอรี่และการออกแบบโครงสร้าง อนาคต แบตเตอรี่ NMC จะพยายามเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานให้สูงขึ้น ส่งผลให้มีระยะการใช้งานที่ยาวขึ้นในแอปพลิเคชันต่างๆ เช่น ยานยนต์ไฟฟ้า ในขณะที่ลดขนาดและน้ำหนักของแบตเตอรี่

ลดการพึ่งพาโคบอลต์:

โคบอลต์เป็นวัสดุที่หายากและมีราคาแพง และกระบวนการขุดแร่มักเกี่ยวข้องกับปัญหาสิ่งแวดล้อมและสิทธิมนุษยชน ดังนั้น การลดหรือยกเลิกการใช้โคบอลต์ในแบตเตอรี่ NMC จึงเป็นแนวทางการวิจัยที่สำคัญเพื่อลดต้นทุนและปรับปรุงความยั่งยืนของแบตเตอรี่

การปรับปรุงเสถียรภาพของวงจรและอายุการใช้งาน:

นักวิจัยกำลังทำงานเพื่อปรับปรุงเสถียรภาพของวงจรและอายุการใช้งานโดยรวมของแบตเตอรี่ NMC ซึ่งจะช่วยลดความถี่ในการเปลี่ยนและลดต้นทุนการใช้งานในระยะยาว

บรรทัดล่าง

แบตเตอรี่ NMC เป็นแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ประสิทธิภาพสูงซึ่งขึ้นชื่อในเรื่องความหนาแน่นของพลังงานสูง อายุการใช้งานยาวนาน และประสิทธิภาพโดยรวมที่ดี แบตเตอรี่นี้ประกอบด้วยออกไซด์ผสมของนิกเกิล แมงกานีส และโคบอลต์เป็นวัสดุอิเล็กโทรดบวก กราไฟต์เป็นวัสดุอิเล็กโทรดลบ และใช้สารละลายเกลือลิเธียมเป็นอิเล็กโทรไลต์

มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในหลากหลายสาขา รวมถึงยานยนต์ไฟฟ้า อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พกพา ระบบจัดเก็บพลังงาน จักรยานไฟฟ้าและสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้า โดรน รวมถึงอุปกรณ์อุตสาหกรรมและการแพทย์

สุดท้ายนี้ หากคุณสนใจที่จะสำรวจแบตเตอรี่ NMC สำหรับใช้ในบ้านและธุรกิจ โปรดดูรายการผลิตภัณฑ์ที่ครอบคลุมบน Chovm.com.