Batteria NMC

Una batteria NMC è un tipo di accumulatore agli ioni di litio definito dal suo catodo, realizzato con una miscela di nichel, manganese e cobalto, i tre metalli che danno le iniziali alla chimica. Esiste per offrire la migliore combinazione pratica di densità energetica e di potenza, ragione per cui è da tempo la scelta predefinita nelle auto elettriche in cui contano soprattutto la lunga autonomia e le prestazioni decise. Le proporzioni dei tre metalli si possono regolare e, nel tempo, i costruttori hanno spinto la ricetta verso un contenuto di nichel più alto per aumentare la densità energetica e ridurre la dipendenza dal costoso cobalto.

All'interno della cella, il catodo a ossido stratificato dell'NMC trattiene saldamente gli ioni di litio e li rilascia a una tensione elevata, tipicamente un valore nominale di 3,6-3,7 volt per cella, mentre durante la ricarica un anodo in grafite li accoglie. Il nichel è il principale responsabile dell'accumulo di energia, il cobalto stabilizza la struttura cristallina e migliora la capacità di erogare corrente, il manganese aggiunge stabilità termica e strutturale a costo contenuto. Le formulazioni più comuni sono identificate dai loro rapporti, come 622 o 811, che indicano le quote relative di nichel, manganese e cobalto nel catodo.

Questa chimica conta perché la sua elevata densità energetica, spesso pari o superiore a 200 wattora per chilogrammo a livello di cella, permette all'auto di trasportare una data quantità di energia utilizzabile in un pacco più leggero e compatto, a vantaggio di autonomia, accelerazione e ingombri. La stessa proprietà sostiene un'erogazione di potenza elevata, sia per accelerare con vigore sia per accettare la ricarica rapida, rendendo l'NMC particolarmente adatta ai modelli sportivi e alle vetture in cui ridurre il peso è cruciale.

I vantaggi hanno un prezzo, in senso letterale. Le celle NMC costano di più da produrre rispetto all'alternativa LFP, e la loro dipendenza dal cobalto, metallo associato a una filiera concentrata e a questioni etiche legate all'estrazione, aggiunge costi e rischi: è questa la ragione principale per cui l'industria si è impegnata a ridurne il contenuto. L'NMC è inoltre un po' meno tollerante dal punto di vista termico rispetto all'LFP, e richiede un raffreddamento e una gestione accurati per restare sicura ad alti stati di carica e temperatura.

Nell'uso quotidiano i pacchi NMC invecchiano più rapidamente quando vengono tenuti pieni, perciò costruttori e indicazioni consigliano in genere di ricaricare fino a circa l'80 per cento nell'impiego giornaliero, riservando la carica completa al 100 per cento ai viaggi lunghi per allungare al massimo la vita utile. Rispetto a una batteria LFP, un pacco NMC offre di norma più autonomia a parità di volume ma una durata in cicli inferiore e un costo più alto; la scelta tra le due è il compromesso centrale nella progettazione delle batterie per auto elettriche, ed entrambe ricadono sotto la più ampia famiglia delle chimiche agli ioni di litio che definisce il pacco ad alta tensione di un'elettrica.