NMC532 (NCM523) adalah material baterai canggih yang secara presisi mengontrol rasio nikel, mangan, dan kobalt sebesar 5:2:3, dirancang untuk menyeimbangkan kepadatan energi, siklus hidup, keamanan, dan biaya. Saat ini, NMC532 merupakan salah satu material terner yang paling banyak digunakan dan paling matang secara teknologi di pasaran.
1. Struktur dan Prinsip KerjaNMC532
NMC532 memiliki struktur berlapis tipe α-NaFeO₂. Dalam struktur ini:
Ion litium terletak di antara lapisan-lapisan tersebut.
Ion nikel, mangan, dan kobalt, bersama dengan ion oksigen, membentuk struktur berlapis.
Selama pengisian baterai, ion litium diekstraksi dari lapisan interlayer, melintasi elektrolit, dan masuk ke anoda (biasanya grafit). Selama pengosongan, prosesnya dibalik. Nikel dan kobalt mengalami perubahan bilangan oksidasi selama proses ini, berfungsi sebagai zat aktif elektrokimia utama yang bertanggung jawab untuk menyediakan kapasitas dan konduktivitas.
2. Fitur dan Keunggulan Utama
NCM523 populer karena mencapai keseimbangan yang sangat baik dalam beberapa metrik kinerja utama:
Kepadatan energi tinggi: Berkat kandungan nikel 50%, baterai ini menawarkan kapasitas reversibel tinggi (biasanya antara 155-165 mAh/g), yang memungkinkan baterai menyimpan lebih banyak daya.
Masa pakai siklus yang sangat baik: Kehadiran mangan (Mn) membantu menstabilkan struktur kristal material, sementara kobalt (Co) meningkatkan konduktivitas dan kinerja laju material. Efek sinergis dari ketiganya memastikan baterai tetap berkapasitas tinggi bahkan setelah beberapa siklus pengisian-pengosongan.
Keamanan yang Ditingkatkan: Dibandingkan dengan NCM dengan kandungan nikel yang lebih tinggi (seperti NCM811), NCM523 menunjukkan reaktivitas yang lebih rendah, stabilitas termal yang lebih baik, dan stabilitas struktural yang lebih baik, sehingga mengurangi risiko pelarian termal.
Kinerja laju yang sangat baik: Mampu mendukung arus pengisian dan pengosongan yang tinggi untuk memenuhi persyaratan pengisian cepat.
Efektivitas biaya: Dibandingkan dengan NCM111 atau NCM622 dengan kandungan kobalt yang lebih tinggi, serta NCM811—yang menawarkan kepadatan energi lebih tinggi tetapi melibatkan proses yang kompleks dan persyaratan produksi yang ketat—NCM523 mencapai keseimbangan optimal antara biaya material dan proses manufaktur, memberikan kinerja biaya tinggi.
3. Area Aplikasi Umum
Bahan ini terutama digunakan di bidang yang membutuhkan kepadatan energi tinggi dan umur panjang, termasuk:
Kendaraan listrik: Bahan katoda pilihan untuk baterai listrik pada banyak model listrik utama.
Sepeda/sepeda motor listrik: Menawarkan daya tahan lama dan kinerja yang andal.
Sistem penyimpanan energi berskala besar, seperti penyimpanan energi jaringan dan penyimpanan energi rumah, menuntut persyaratan yang sangat tinggi untuk siklus hidup dan keselamatan.
Barang elektronik konsumen kelas atas: seperti laptop, drone, dan perkakas listrik premium.
Pembuatan dan Tantangan NMC532
Proses sintesis: Prekursor (Ni ₀) terutama disiapkan dengan metode kopresipitasi ₅Mn₀. ₃Co₀. ₂) (OH) ₂, kemudian mengalami sintering keadaan padat suhu tinggi dengan garam litium (seperti Li ₂ CO ∝ atau LiOH).
4. Tantangan teknis:
Distribusi unsur yang seragam: Memastikan pencampuran nikel, mangan, dan kobalt yang seragam pada tingkat atom dalam material sangat penting, karena pemisahan apa pun dapat menyebabkan penurunan kinerja lokal.
Modifikasi permukaan: Untuk lebih meningkatkan kinerja, partikel NMC532 sering dilapisi permukaannya (seperti Al ₂ O ∝, ZrO ₂) untuk menekan reaksi samping dan pelindian logam transisi.
Kontrol pencampuran kation: Dengan mengendalikan suhu sintering dan atmosfer secara tepat, efek stabilisasi kobalt dimaksimalkan dan pencampuran nikel ditekan.
5. Posisi NMC532 dalam Peta Jalan Teknologi NMC
Jalur pengembangan bahan katoda NMC sangat jelas: terus meningkatkan kandungan nikel dan mengurangi kandungan kobalt.
Jalur Evolusi:
NMC111 (1:1:1) → NMC332 (5:3:2) → NMC622 (6:2:2) → NMC811 (8:1:1) → NCMA (kandungan nikel kobalt mangan aluminium, nikel 90%)
Dalam jalur ini, NMC532 merupakan titik transisi dan keseimbangan yang krusial. NMC532 telah berhasil meningkatkan kepadatan energi ke tingkat yang baru, sekaligus mempertahankan keamanan dan siklus hidup yang dapat diterima, sehingga meletakkan fondasi teknologi dan pasar bagi evolusi menuju formulasi nikel yang lebih tinggi.
