Когда-то, не много лет назад, аккумуляторы LFP (LiFePO4) были очень популярны, в том числе и для электромобилей. Большинство аккумуляторов LFP были произведены китайскими производителями аккумуляторных элементов, такими как Thunder Sky Winston Energy, но именно североамериканская компания прославила эту технологию аккумуляторов.
A123 Systems была производителем аккумуляторных элементов, значительно улучшившим технологию аккумуляторов LFP — в то время, когда китайские компании только копировали вещи, не улучшая их.
Этот производитель аккумуляторных элементов смог увеличить плотность энергии, в то же время увеличив удельную мощность и срок службы элементов. Я всегда говорю, что разработка батарей требует компромиссов, но компания A123 Systems успешно улучшила технологию LFP во всех отношениях.
К сожалению, аккумуляторная технология A123 Systems так и не стала популярной. Когда компания готовила массовое производство, у нее были проблемы с контролем качества, и на раннем этапе GM заменила ее на LG Chem в качестве поставщика аккумуляторных элементов. Затем компания объявила о банкротстве и была куплена китайским производителем автозапчастей Wanxiang Group.
Это означало, что на долгое время разработки LFP остановились, в то время как химия NCA и NCM продолжала улучшаться. Давайте посмотрим на некоторые различия между основными химическими составами катодов.
Феррофосфат лития ( ЛФП )
Литий Никель Кобальт Алюминий ( НКА )
Литий Никель Кобальт Марганец (NCM 333 или 111)
Литий Никель Кобальт Марганец (NCM 523)
Литий Никель Кобальт Марганец (NCM 622)
Литий Никель Кобальт Марганец (NCM 811)
Как видите, LFP кажется почти идеальным для любого применения, но из-за низкой плотности энергии он не подходит для электромобилей.
К счастью, уже некоторое время правительство Китая определяет размер субсидий для электромобилей в зависимости от запаса хода и плотности энергии аккумуляторной батареи. Требования к электромобилям более жесткие, чем к электробусам.
Это заставило большинство производителей аккумуляторных элементов полностью заменить LFP катодами NCM в батареях для легковых электромобилей, однако некоторые решили улучшить LFP. Так было в случае BYD, который ввел в катод марганец и сумел увеличить плотность энергии до 165 Втч/кг. Однако этой цифры по-прежнему недостаточно для получения максимальной субсидии, необходимо внести дополнительные улучшения.
Фосфат лития-ферромарганца ( ЛФМП )
ETC — еще один китайский производитель аккумуляторных элементов, который успешно улучшает плотность энергии этой аккумуляторной технологии.
BYD и ETC преследуют одну и ту же цель:достичь 200 Втч/кг в батареях с катодом LFMP и кремниево-угольным анодом, когда это произойдет, мы, наконец, получим батареи без кобальта с приличной плотностью энергии, которые чрезвычайно безопасны, долговечны и дешевы. .
Планирование ячеек дорожной карты ETC
Давайте сравним будущий аккумуляторный элемент LFMP производства ETC с призматическими аккумуляторными элементами Samsung SDI, используемыми в BMW i3.
Будущий аккумулятор LFMP от ETC
Аккумулятор Samsung SDI 94 Ач
Аккумулятор Samsung SDI 120 Ач
Характеристики будущих аккумуляторных элементов LFMP от ETC кажутся подходящими для электромобилей. Они очень похожи на призматические ячейки NCM Samsung SDI, но с тем преимуществом, что не требуют кобальта.
Давайте рассмотрим дорожную карту ETC более подробно.
Дорожная карта ETC
Пока просто игнорируйте эти интересные аккумуляторные элементы NCM от ETC, особенно в формате PHEV2. Ожидается, что нужные нам элементы LFMP от ETC станут доступны во втором или третьем квартале 2020 года. Таким образом, примерно через год мы увидим, достигла ли ETC своих целей, и ее корпоративные клиенты наконец смогут использовать аккумуляторные элементы LFP/LFMP. не только в электробусах, но и в электромобилях.
клиенты ETC
Что хорошо в китайских производителях аккумуляторов, так это то, что рано или поздно их аккумуляторы становятся доступными на AliExpress для частных покупателей. Корпоративные покупатели получают ячейки в первую очередь, но, например, частные покупатели, такие как вы и я, уже могут купить ячейки второго поколения примерно по 190 евро за кВтч.
Подводя итоги…
В этой статье я попытался показать, почему я считаю, что когда LFMP достигает плотности энергии 200 Вт⋅ч/кг, это может стать хорошей технологией аккумуляторов без кобальта для многих применений, включая электромобили. Мне любопытно узнать, какой производитель аккумуляторных батарей первым достигнет цели. У BYD больше ресурсов, чем у ETC, поэтому у него есть преимущество.
Однако, несмотря на то, что разработки LFP/LFMP выглядят многообещающе и, вероятно, их будет достаточно, чтобы технология вернула себе утраченное место в батареях для электромобилей, NCA и NCM по-прежнему остаются наиболее энергоемкими химическими веществами и будут продолжать развиваться, пока мы не получим смесь двух химических веществ. называется NCMA.
Катоды NCMA сочетают в себе лучшее из современной химии NCM и NCA, они являются настоящим прорывом и исключением из правила, согласно которому разработки аккумуляторных технологий почти всегда требуют компромиссов. Вы можете получить представление о диаграмме ниже.
Производительность различных усовершенствованных катодов аккумуляторных элементов
Не могу обещать дату, но напишу статью исключительно о катодах NCMA, их преимуществах и почему я думаю, что они станут последним гвоздем в крышку гроба для автомобилей с ДВС (двигатель внутреннего сгорания). Хорошие вещи грядут.
Второй срок службы батарей
ESB Energy расширит свою сеть быстрой зарядки по всей Великобритании
Тяжелый транспорт:водородные или электрические батареи?
Будущее электромобильности:твердотельные батареи
Где умирают старые аккумуляторы для электромобилей?