કેથોડ સામગ્રી એ લિથિયમ આયનનો પ્રાથમિક સ્ત્રોત છેલિથિયમ-આયન બેટરી. ચાર્જિંગ દરમિયાન, લિથિયમ આયનો કેથોડ સામગ્રીના ક્રિસ્ટલ જાળીમાંથી કાઢવામાં આવે છે અને એનોડ સામગ્રીમાં પ્રવેશ કરે છે; રિવર્સ ડિસ્ચાર્જ દરમિયાન થાય છે. ચાર્જિંગ અને ડિસ્ચાર્જિંગ દરમિયાન કેથોડ સામગ્રીની ઉલટાવી શકાય તેવી ક્ષમતા અને વોલ્ટેજ પ્લેટુ મોટાભાગે લિથિયમ-આયન બેટરીની ઊર્જા ઘનતા નક્કી કરે છે. વધુમાં, કારણ કે કેથોડ સામગ્રીમાં લિથિયમ, કોબાલ્ટ અને નિકલ જેવી ધાતુઓ હોય છે, તે લિથિયમ-આયન બેટરીની કિંમતનો સૌથી મહત્વપૂર્ણ ઘટક બનાવે છે.
ઉચ્ચ ઉર્જા ઘનતા, ઉચ્ચ આઉટપુટ વોલ્ટેજ, લાંબી સર્વિસ લાઇફ અને ફેબ્રિકેશનની સરળતા સાથે કેથોડ સામગ્રીનો વિકાસ કરવો ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. એક આદર્શ કેથોડ સામગ્રી નીચેની મૂળભૂત શરતોને પૂર્ણ કરવી જોઈએ.
(1) બેટરી માટે ઉચ્ચ આઉટપુટ વોલ્ટેજ સુનિશ્ચિત કરીને ઉચ્ચ રેડોક્સ સંભવિતતા ધરાવે છે.
(2) ઉચ્ચ બેટરી ક્ષમતા સુનિશ્ચિત કરીને શક્ય તેટલા લિથિયમ આયનોને સમાવી શકે છે.
(3) લિથિયમ આયનોના નિવેશ અને નિષ્કર્ષણ દરમિયાન, કેથોડ સામગ્રી તેની માળખાકીય સ્થિરતા જાળવી શકે છે, આમ ઇલેક્ટ્રોડ માટે લાંબા ચક્ર જીવનની ખાતરી કરે છે.
(4) ઉત્કૃષ્ટ ઈલેક્ટ્રોનિક અને આયન વાહકતા ધરાવે છે, જે ધ્રુવીકરણની અસરોને કારણે થતા ઉર્જા નુકશાનને અસરકારક રીતે ઘટાડે છે, જેનાથી બેટરીની ઝડપી ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ ક્ષમતા સુનિશ્ચિત થાય છે.
(5) બેટરીની ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ શ્રેણી ઇલેક્ટ્રોલાઇટની ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સ્થિરતા શ્રેણીની અંદર હોવી જોઈએ, ત્યાં ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રી અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટ વચ્ચેની બિનજરૂરી રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓને ઘટાડે છે.
(6) તેની પાસે માત્ર ઓછી કિંમત અને સરળ સંશ્લેષણ પ્રક્રિયા હોવી જોઈએ નહીં, પરંતુ તે ઉચ્ચ પર્યાવરણીય મિત્રતા પણ દર્શાવે છે.
વધુમાં, કેથોડ સામગ્રીએ ઉત્તમ ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ અને થર્મલ સ્થિરતા પણ દર્શાવવી જોઈએ.
હાલની કેથોડ સામગ્રીઓને તેમના સ્ફટિક બંધારણના તફાવતોના આધારે મુખ્યત્વે ત્રણ શ્રેણીઓમાં વિભાજિત કરી શકાય છે: ① સ્તરીય માળખું, જેમ કે લિથિયમ કોબાલ્ટ ઓક્સાઇડ (LiCoO2) અને તૃણ સામગ્રી (LiNiCo, Mni-x-yO2); ② ઓલિવાઇન માળખું, જેમ કે લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ (LiFePO4); ③ સ્પિનલ સ્ટ્રક્ચર ઓક્સાઇડ, જેમ કે લિથિયમ મેંગેનીઝ ઓક્સાઇડ (LiMn2O4) અને લિથિયમ નિકલ મેંગેનીઝ ઓક્સાઇડ (LiNi10.5Mn1.5O4). વિવિધ પ્રકારના કેથોડ્સમાં વિવિધ ઉર્જા ઘનતા, ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ લાક્ષણિકતાઓ અને ખર્ચ હોય છે, જે આખરે તેમને વિવિધ ક્ષેત્રો અને એપ્લિકેશનના દૃશ્યો માટે યોગ્ય બનાવે છે. સ્તરવાળી માળખું કેથોડ સામગ્રીઓ સ્તરવાળી માઇક્રોક્રિસ્ટલાઇન માળખું સાથે કેથોડ સામગ્રીનો સંદર્ભ આપે છે, જેમાં મુખ્યત્વે લિથિયમ કોબાલ્ટ ઓક્સાઇડ, લિથિયમ નિકલ કોબાલ્ટ મેંગેનીઝ ઓક્સાઇડ અને લિથિયમ-સમૃદ્ધ મેંગેનીઝ ઓક્સાઇડનો સમાવેશ થાય છે. તેમાંથી, લિથિયમ કોબાલ્ટ ઓક્સાઇડ અને લિથિયમ નિકલ કોબાલ્ટ મેંગેનીઝ ઓક્સાઇડ હાલમાં ડિજિટલ ઇલેક્ટ્રોનિક ઉત્પાદનોમાં લિથિયમ-આયન બેટરી અને પાવર લિથિયમ-આયન બેટરી માટે સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતી કેથોડ સામગ્રી છે. તેઓ ઉચ્ચ ઉર્જા ઘનતા, ઉત્તમ ચક્ર પ્રદર્શન અને સારી એકંદર કામગીરી દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, પરંતુ નિકલ, કોબાલ્ટ અને મેંગેનીઝ જેવી ધાતુઓનું ઊંચું પ્રમાણ વધુ ખર્ચ તરફ દોરી જાય છે.
લિથિયમ કોબાલ્ટ ઓક્સાઇડ કેથોડ સામગ્રી
લિથિયમ કોબાલ્ટ ઓક્સાઈડ (LiCoO2)ની શોધ અમેરિકન વૈજ્ઞાનિક અને રસાયણશાસ્ત્રમાં નોબેલ પુરસ્કાર વિજેતા જેબી ગુડનફ દ્વારા કરવામાં આવી હતી અને સૌપ્રથમ 1990ના દાયકામાં જાપાનની સોની કોર્પોરેશન દ્વારા તેનું માર્કેટિંગ કરવામાં આવ્યું હતું. આજે પણ, લિથિયમ કોબાલ્ટ ઓક્સાઇડ સૌથી વધુ વોલ્યુમેટ્રિક ઉર્જા ઘનતા સાથે કેથોડ પદાર્થોમાંથી એક છે. આ કારણોસર, તે ડિજિટલ પાઉચ સેલ ઉત્પાદનોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે જેને ઉચ્ચ વોલ્યુમેટ્રિક ઊર્જા ઘનતાની જરૂર હોય છે, જેમ કે મોબાઇલ ફોન, સ્માર્ટવોચ અને બ્લૂટૂથ હેડસેટ્સ.
Lithium cobalt oxide (LiCoO2), as one of the earliest commercially available cathode materials, possesses a volumetric energy density unmatched by other cathode materials. Electrodes prepared from LiCoO2 can achieve a compaction density exceeding 4.2 g/cm², and a specific capacity of 185 mA·h/g at high voltage (>4.45V). વધુમાં, LiCoO2 પ્રમાણમાં બહેતર ઈલેક્ટ્રોનિક અને આયનીય વાહકતા, પાવર કાર્યક્ષમતા અને ઝડપી-ચાર્જિંગ લાક્ષણિકતાઓ દર્શાવે છે, જે વર્તમાન કન્ઝ્યુમર ઈલેક્ટ્રોનિક્સ બેટરીની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરે છે અને આ રીતે એપ્લિકેશન્સની વિશાળ શ્રેણી ધરાવે છે. આ ગુણધર્મોના આધારે, LiCoO2 એ આજ સુધીની શ્રેષ્ઠ કેથોડ સામગ્રીમાંથી એક છે.
લિથિયમ કોબાલ્ટ ઓક્સાઇડ માટેની મુખ્ય સંશ્લેષણ પદ્ધતિઓમાં ઉચ્ચ-તાપમાન ઘન-સ્ટેટ સિન્થેસિસ, સોલ-જેલ સિન્થેસિસ અને નીચા-તાપમાન કોપ્રિસિટેશનનો સમાવેશ થાય છે. ઉચ્ચ-તાપમાન ઘન-અવસ્થાના સંશ્લેષણમાં લિથિયમ ક્ષાર અને કોબાલ્ટ-ઓક્સાઇડ અથવા હાઇડ્રોક્સાઇડ ધરાવતા ચોક્કસ સ્ટોઇકોમેટ્રિક ગુણોત્તરમાં મિશ્રણનો સમાવેશ થાય છે, પછી મિશ્રણને ચોક્કસ સમય માટે યોગ્ય તાપમાને કેલ્સિનિંગ કરવામાં આવે છે, ત્યારબાદ ઠંડક, પલ્વરાઇઝિંગ અને નમૂના મેળવવા માટે. ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનમાં ઉચ્ચ-તાપમાન ઘન-રાજ્ય સંશ્લેષણ પદ્ધતિનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે, તે સમય-વપરાશ કરે છે, ઉચ્ચ સંશ્લેષણ તાપમાનની જરૂર પડે છે અને નોંધપાત્ર સ્ટોઇકિયોમેટ્રિક વિચલનો સાથે મોટા, અસમાન એકરૂપ પાવડરનું ઉત્પાદન કરે છે, પરિણામે ખર્ચમાં નોંધપાત્ર વધારો થાય છે.
ફોસ્ફેટ કેથોડ સામગ્રી
1997 માં, ગુડનફ એટ અલ. લિથિયમ-આયન બેટરી માટે કેથોડ સામગ્રી તરીકે પ્રથમ પ્રસ્તાવિત લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ (LiFePO4).
તેની ઓછી કિંમત, સ્થિર માળખું અને ઉચ્ચ સલામતીને લીધે, આ સામગ્રી ધીમે ધીમે ઇલેક્ટ્રિક બસો અને ઊર્જા સંગ્રહ પ્રણાલીઓમાં લિથિયમ-આયન બેટરી માટે પસંદગીની કેથોડ સામગ્રી બની ગઈ છે.
લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ (LiFePO4) આયર્ન ફોસ્ફેટ (FePO4) સાથે સમાન સ્ફટિક માળખું અને ક્રિસ્ટલ સિસ્ટમ ધરાવે છે. આનો અર્થ એ છે કે લિથિયમ-આયન દાખલ/નિષ્કર્ષણ દરમિયાન સામગ્રી ન્યૂનતમ વોલ્યુમ ફેરફાર અનુભવે છે, વોલ્યુમ વિસ્તરણ અથવા સંકોચનને કારણે જાળીના નુકસાનને અસરકારક રીતે અટકાવે છે. વધુમાં, આ લાક્ષણિકતા કણો અને વાહક ઉમેરણો વચ્ચે સારા વિદ્યુત સંપર્કને સુનિશ્ચિત કરે છે, જેના પરિણામે ઉત્તમ ચક્ર સ્થિરતા અને લાંબી આયુષ્ય થાય છે. વધુમાં, લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ તેની પર્યાવરણીય મિત્રતા, કિંમત-અસરકારકતા, ઉત્તમ સલામતી, ઉચ્ચ વિશિષ્ટ ક્ષમતા (અંદાજે 170 mA·h/g), અને સ્થિર ચાર્જ/ડિસ્ચાર્જ પ્લેટફોર્મ માટે પ્રખ્યાત છે. આ ફાયદાઓને જોતાં, લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટને મોટા પાયે ઊર્જા સંગ્રહ કાર્યક્રમોમાં કેથોડ સામગ્રી માટે એક આદર્શ પસંદગી ગણવામાં આવે છે.
પદ્ધતિઓમાં સોલ-જેલ પ્રક્રિયાઓ, કોપ્રિસિપિટેશન તકનીકો અને હાઇડ્રોથર્મલ સિન્થેસિસનો સમાવેશ થાય છે. ખાસ કરીને, હાઇડ્રોથર્મલ સંશ્લેષણ કાચા માલ તરીકે સરળતાથી ઉપલબ્ધ આયર્ન, લિથિયમ અને ફોસ્ફરસ સંયોજનોનો ઉપયોગ કરીને તાપમાન અને દબાણ વધારીને ઓટોક્લેવમાં લક્ષ્ય ઉત્પાદન સીધું જ ઉત્પન્ન કરે છે. આ પદ્ધતિ તેની સરળ કામગીરી, નાના અને સમાન કણોનું કદ અને ઓછી ઉર્જા વપરાશ માટે જાણીતી છે. જો કે, ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન માટે તેની મર્યાદાઓ છે, મુખ્યત્વે ખાસ ડિઝાઇન કરેલ દબાણ-પ્રતિરોધક કન્ટેનરની જરૂરિયાતને કારણે. બીજી તરફ કોપ્રિસિપિટેશન, સોલ્યુશન સિસ્ટમમાં હાથ ધરવામાં આવે છે, જ્યાં પૂર્વવર્તી મોર્ફોલોજી વિવિધ પરિબળો જેમ કે સાંદ્રતા, તાપમાન નિયંત્રણ, pH ગોઠવણ અને હલનચલન દર દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે. અંતિમ સિન્ટર્ડ LiFePO સામગ્રીના પ્રદર્શનમાં આ પરિમાણો જે નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવે છે તે જોતાં, પ્રાયોગિક પરિસ્થિતિઓની કાળજીપૂર્વક પસંદગી નિર્ણાયક છે. આ પદ્ધતિ દ્વારા તૈયાર કરવામાં આવેલ ઉત્પાદનોમાં માત્ર ઉત્તમ માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર લાક્ષણિકતાઓ (એટલે કે, નાના અને સમાન કણોનું કદ) જ નથી, પરંતુ તે શ્રેષ્ઠ ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ગુણધર્મો પણ દર્શાવે છે; જો કે, એ નોંધવું યોગ્ય છે કે સમગ્ર કામગીરી પ્રક્રિયા પ્રમાણમાં જટિલ છે, અને પ્રક્રિયા દરમિયાન ફિલ્ટરેશન પડકારો અને કચરાના વ્યવસ્થાપનના પ્રશ્નો ઉદ્ભવી શકે છે.
લિથિયમ મેંગેનીઝ ઓક્સાઇડ અને લિથિયમ-સમૃદ્ધ મેંગેનીઝ-આધારિત કેથોડ સામગ્રી
લિથિયમ મેંગેનીઝ ઓક્સાઇડ
લિથિયમ-આયન બેટરી કેથોડ સામગ્રીના સંશોધનમાં, ઠાકરે એટ અલ દ્વારા પ્રસ્તાવિત સ્પિનલ-સંરચિત લિથિયમ મેંગેનીઝ ઓક્સાઇડ (LiMn₂O₄) કેથોડ સામગ્રી અન્ય મહત્વપૂર્ણ અને વ્યાપારી રીતે ઉપલબ્ધ કેથોડ સામગ્રી છે. 1983માં. સ્પિનલ-સ્ટ્રક્ચર્ડ લિથિયમ મેંગેનીઝ ઓક્સાઇડ ક્યુબિક ક્રિસ્ટલ સિસ્ટમથી સંબંધિત છે. તેની લાક્ષણિક રાસાયણિક રચના LiMn₂O₄ છે. LiMn₂O₄ ક્રિસ્ટલ સ્ટ્રક્ચરમાં, ઓક્સિજન ચહેરા-કેન્દ્રિત ક્યુબિક ક્લોઝ-પેક્ડ સ્ટ્રક્ચરમાં હોય છે, જ્યારે મેંગેનીઝ અને ઓક્સિજન એક અષ્ટકોષીય માળખું બનાવે છે, નીચેની આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે.
મેંગેનીઝ પ્રકૃતિમાં વિપુલ પ્રમાણમાં છે, અને સ્પિનલ-પ્રકાર લિથિયમ મેંગેનીઝ ઓક્સાઇડ (LiMn2O4) માટેની તૈયારીની તકનીકો વિવિધ લાક્ષણિકતાઓ દર્શાવે છે. સામગ્રીના સંશ્લેષણ માર્ગ અને પ્રક્રિયા તકનીક અંતિમ ઉત્પાદનના માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર અને અનાજના વિકાસને સીધી અસર કરે છે. તેથી, વ્યવહારિક કાર્યક્રમોમાં ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રીના ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રભાવને સુધારવા માટે આ સંશ્લેષણ પ્રક્રિયાઓને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવું મહત્વપૂર્ણ છે. હાલમાં, ઉદ્યોગ અને શિક્ષણવિભાગ LiMn2O4 તૈયાર કરવા માટે બે મુખ્ય પ્રકારની પદ્ધતિઓનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ કરે છે: એક નક્કર કાચી સામગ્રીઓ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પર આધારિત છે, જેમ કે ઉચ્ચ-તાપમાન ઘન-સ્થિતિ પ્રતિક્રિયાઓ, માઇક્રોવેવ{10}}સહાયિત સંશ્લેષણ અને પીગળેલા મીઠાના માધ્યમમાં ગર્ભાધાન સારવાર.
અન્ય કેટેગરીમાં પ્રવાહી વાતાવરણમાં રાસાયણિક પરિવર્તનનો સમાવેશ થાય છે, જેમાં સોલ-જેલ ટેક્નોલોજી, હાઇડ્રોથર્મલ સિન્થેસિસ અને કોપ્રિસિપિટેશન ટેકનિકનો સમાવેશ થાય છે. LiMnzO4 એ તેના ભાવ લાભ, ઉત્કૃષ્ટ થર્મલ સ્થિરતા, મજબૂત ઓવરચાર્જ પ્રતિકાર અને સારા પર્યાવરણીય લાભોને કારણે વ્યાપક ધ્યાન આકર્ષિત કર્યું છે. જો કે, આ સામગ્રીમાં સાયકલિંગ અને સ્ટોરેજ કામગીરીમાં ખામીઓ છે, ખાસ કરીને ઊંચા તાપમાને, જ્યાં તેની સાયકલિંગ કામગીરી નોંધપાત્ર રીતે બગડે છે, જે બદલી ન શકાય તેવી ક્ષમતા નુકશાન તરફ દોરી જાય છે.
લિથિયમ-સમૃદ્ધ મેંગેનીઝ-આધારિત
લિથિયમ મેંગેનીઝ ઓક્સાઇડ ઉપરાંત, સ્તરવાળી લિથિયમ-સમૃદ્ધ મેંગેનીઝ-આધારિત સામગ્રીએ લિથિયમ-આયન બેટરી માટે ઉભરતી કેથોડ સામગ્રી તરીકે વ્યાપક ધ્યાન આકર્ષિત કર્યું છે.
લિથિયમ-સમૃદ્ધ મેંગેનીઝ-આધારિત કેથોડ સામગ્રી માટેની તૈયારી પદ્ધતિઓમાં ઘન-સ્થિતિ પદ્ધતિઓ, સોલ-જેલ પદ્ધતિઓ અને સહ-વર્ષા પદ્ધતિઓનો સમાવેશ થાય છે. ઘન-સ્થિતિ પદ્ધતિમાં ચોક્કસ પ્રમાણમાં મેટલ ઓક્સાઇડ અને મેટલ કાર્બોનેટ અથવા મેટલ હાઇડ્રોક્સાઇડનું સીધું મિશ્રણ સામેલ છે, ત્યારબાદ સ્તરવાળી લિથિયમ-સમૃદ્ધ સામગ્રી મેળવવા માટે ઉચ્ચ-તાપમાન ઘન-સ્થિતિની પ્રતિક્રિયા થાય છે. સોલિડ-સ્ટેટ મેથડના ફાયદાઓ મોટી માત્રામાં સ્તરવાળી લિથિયમ-સમૃદ્ધ સામગ્રીનું સંશ્લેષણ કરવાની ક્ષમતા, તેની પ્રમાણમાં સરળ તૈયારી પદ્ધતિ અને તેની ઓછી કિંમત છે. ગેરફાયદા એ ઘન-સ્ટેટ સિન્ટરિંગ દરમિયાન ઘનનું નબળું પ્રસરણ ગુણાંક છે, અને હકીકત એ છે કે વિવિધ સંક્રમણ ધાતુઓ ઘન સ્થિતિની પ્રતિક્રિયામાં અલગ અલગ પ્રસરણ દર ધરાવે છે, જે કણો માટે પૂરતા પ્રમાણમાં પ્રસરવાનું મુશ્કેલ બનાવે છે. તેથી, સંશ્લેષણ સામગ્રીની એકરૂપતા નબળી છે, જે કેથોડ સામગ્રીના પ્રભાવને અસર કરે છે. સોલ-જેલ પદ્ધતિમાં સૌપ્રથમ સોલ બનાવવા માટે ઇન્ટિગ્રેટરમાં ટ્રાન્ઝિશન મેટલ સોલ્ટ સોલ્યુશન ઉમેરવાનો સમાવેશ થાય છે, પછી તેને જેલ બનાવવા માટે પાણીનું બાષ્પીભવન કરવું, અને છેલ્લે સ્તરવાળી લિથિયમ-સમૃદ્ધ સામગ્રી મેળવવા માટે તેને સૂકવી અને કેલ્સિન કરવું. આ પદ્ધતિ એકસમાન વિતરણ અને ઉચ્ચ શુદ્ધતા સાથે સામગ્રી આપે છે, અને ઉત્પાદિત ઇલેક્ટ્રોડ્સ સારી ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ કામગીરી દર્શાવે છે. જો કે, તેની ખામીઓમાં લાંબી ફેબ્રિકેશન સાયકલ, અસંખ્ય ઇન્ટિગ્રેટર્સ (ઓર્ગેનિક એસિડ અથવા ઇથિલિન ગ્લાયકોલ) ની જરૂરિયાતનો સમાવેશ થાય છે, પરિણામે ઊંચા ખર્ચ થાય છે. વધુમાં, ઉત્પાદિત સ્તરવાળી લિથિયમ-સમૃદ્ધ સામગ્રી મોટાભાગે નીચી વાસ્તવિક ઘનતાવાળા ઝીણા નેનો/માઈક્રોન કણો હોય છે. તેથી, આ પદ્ધતિ હાલમાં મુખ્યત્વે લેયર્ડ લિથિયમ-સમૃદ્ધ સામગ્રી બનાવવા માટે પ્રયોગશાળા સેટિંગ્સમાં વપરાય છે અને તેનું વેપારીકરણ કરવું મુશ્કેલ છે.
ઉચ્ચ-નિકલ કેથોડ સામગ્રી
સંશોધકોએ લાંબા સમયથી ઉચ્ચ-તાપમાન સ્થિરતા અને કેથોડ વિકસાવતી વખતે પ્રાથમિક લક્ષ્યો તરીકે ઉત્તમ દર પ્રદર્શનની માંગ કરી છે
લિથિયમ-આયન બેટરી માટે સામગ્રી. ત્રણ મુખ્ય સામગ્રીઓમાંથી - LiCoO₂, LiNi₁ₓ₋ᵧCoₓMnᵧO₂ (NCM), અને LiFePO₄ - NCM તેની પ્રમાણમાં ઊંચી ચોક્કસ ક્ષમતા, પ્રમાણમાં ઓછી કાચી સામગ્રી અને વધુ સારી સલામતી અને પર્યાવરણીય મિત્રતાની સરખામણીમાં ઓછી સલામતી અને LiCo₂ ફ્રેન્ડ લાઈન્સને કારણે સૌથી વધુ આશાસ્પદ કેથોડ મટિરિયલ્સમાંની એક ગણવામાં આવે છે. પરંપરાગત સામગ્રી પર ખર્ચ લાભો.
આ પ્રકારની સામગ્રી સમાન {{0}NaFeO₂-પ્રકારની સ્તરવાળી સ્ફટિક રચના ધરાવે છે અને તે R-3m અવકાશ જૂથની છે. આ ખ્યાલ સૌપ્રથમ લિયુ એટ અલ દ્વારા પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યો હતો. 1999માં. તે ત્રણ કેથોડ સામગ્રી - લિથિયમ કોબાલ્ટ ઓક્સાઇડ (LiCoO₂), લિથિયમ નિકલ ઑક્સાઈડ (LiNiO₂), અને લિથિયમ મેંગેનીઝ ઑક્સાઈડ (LiMnO₂) ના ફાયદાઓને ચતુરાઈપૂર્વક જોડે છે - અને અસરકારક રીતે દરેક F56 માં બતાવેલ સામગ્રી માટે અસરકારક રીતે વળતર આપે છે. સંક્રમણ ધાતુના તત્વોના ગુણોત્તરને સમાયોજિત કરીને, ચોક્કસ ક્ષમતા, ચક્ર પ્રદર્શન, સલામતી અને ખર્ચ વચ્ચે શ્રેષ્ઠ સંતુલન વધુ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે.
લિથિયમ નિકલ કોબાલ્ટ મેંગેનીઝ ઓક્સાઇડ (NCM) ટર્નરી કેથોડ સામગ્રીનું સ્ફટિક માળખું મૂળભૂત રીતે LiCoO2 જેવું જ છે, બંને ષટ્કોણ સ્તરવાળી રચના સાથે સંબંધિત છે.
