VSPC разрабатывает безкобальтовый аккумуляторный элемент LFMP

Компания VSPC, дочерняя компания Lithium Australia, разработала новый аккумуляторный элемент LFMP, не содержащий кобальта. LFMP — это высоковольтная версия LFP (LiFePO4), которая, как ожидается, станет ее преемником.

Давайте посмотрим на некоторые основные моменты пресс-релиза.

VSPC — разработка «безопасной» литий-ионной батареи

ГЛАВНОЕ

• Безопасность и стоимость приводят к тому, что технология литий-ионных аккумуляторов (LIB) переходит на литий-феррофосфат (LFP).
• LFP и его производные обеспечивают гораздо больший рабочий цикл, чем конкурирующие LIB на основе никеля и кобальта.
• Добавление марганца в LFP (производство «LMFP») повышает плотность энергии LFP, сохраняя при этом его превосходные свойства.
• Дочерняя компания Lithium Australia NL (ASX:LIT), 100 % которой принадлежит компании VSPC Ltd («VSPC»), успешно произвела катодные порошки LMFP, демонстрирующие улучшенные характеристики.

Обзор

Компания VSPC добилась значительного прогресса в повышении плотности энергии элементов LFP LIB, изменив свои собственные производственные процессы, чтобы включить марганец в активный материал катода во время производства.

Кривые разряда аккумуляторных элементов LFP (слева) и LMFP (справа) от VSPC

Повышение производительности LFP

Компания VSPC успешно произвела аккумуляторные батареи LMFP для тестирования. Эти элементы благодаря более высокому напряжению обеспечивают большую плотность энергии, чем стандартные элементы LFP.
Приведенные ниже разрядные кривые относятся к элементам, изготовленным из LFP производства VSPC (слева) и LMFP производства VSPC (справа). Более высокое напряжение питания ячеек LMFP приводит к увеличению плотности энергии до 25% по сравнению с ячейками LFP. Во всем мире основные производители элементов LFP стремятся добиться аналогичного увеличения плотности энергии, вводя марганец в качестве компонента своего катодного порошка.

Соображения безопасности

ЛИА можно разделить на несколько категорий в зависимости от кристаллической структуры содержащихся в них катодных материалов.
В настоящее время наиболее часто используемыми в электромобилях типами ЛИА являются никель-кобальт-марганцевые (НКМ) и никель-кобальт-алюминий («NCA»). Как NCM, так и NCA имеют структуру шпинели (оксида), характеризующуюся относительно низкой прочностью химических связей. LFP и LMFP, с другой стороны, состоят из фосфатов (оливиноподобных кристаллических структур) с исключительно высокой силой связи. Именно это фундаментальное физическое свойство приводит к превосходным характеристикам (включая термическую стабильность и длительный срок службы) ЛИА типа LFP и LMFP. зарядка аккумулятора для транспортных приложений (см. объявление от 12 февраля 2020 г.). Его недавний успех в тестировании ячеек LMFP демонстрирует потенциал запатентованного производственного процесса VSPC для синтеза LMFP для этих приложений. Из-за более высокой плотности энергии LMFP должен уменьшить «беспокойство по дальности», связанное со стандартными составами LFP, разработанными для электромобилей.

Недорогое сырье

Возможность производить высокопроизводительные ЛИА без использования никеля или кобальта имеет много преимуществ, при этом безопасность имеет первостепенное значение. Кроме того, использование обычных сыпучих материалов, таких как марганец, железо и фосфор, снижает затраты. Еще одним преимуществом является доступ к более надежным цепочкам поставок.

Преимущество ESG

Коммерциализация LMFP для производства LIB устранит потребность в материалах из регионов, в которых широко распространены нарушения прав человека (включая использование детского труда). батареи для создания прекурсоров для новых LIB-типа LFP или LMFP могут повысить устойчивость и снизить риски цепочки поставок.

Кривые разряда аккумуляторных элементов с катодами LFP и LFMP сильно различаются. В то время как аккумуляторные элементы LFP имеют плоскую кривую напряжения от почти полного до почти разряженного, аккумуляторные элементы LFMP имеют большое падение напряжения примерно на 50 % от SoC (состояние заряда).

Когда элементы батареи имеют разные кривые разряда, для них также требуются разные алгоритмы BMS (система управления батареями) и GOM (Guess-o-Meter). Это то, что недавно стало совершенно ясно в Tesla Model 3 SR+, сделанной в Китае.

В Tesla Model 3 SR+ MIC первоначальные аккумуляторные элементы NCM 811 от LG Chem были заменены аккумуляторными элементами LFP от CATL, и теперь GOM не дает надежных оценок дальности. Теперь Tesla необходимо собрать данные с новых автомобилей, чтобы внести некоторые коррективы в BMS и GOM, а затем решить эту проблему с помощью обновления прошивки OTA (по воздуху).

В любом случае, LFMP и LNMO являются двумя наиболее многообещающими технологиями без кобальтовых аккумуляторов в ближайшем будущем, и ожидается, что они станут доступны уже в следующем году. Они чрезвычайно безопасны, доступны по цене и обладают приличной плотностью энергии. Тем не менее, аккумуляторы LFP улучшаются, и я ожидаю, что благодаря их проверенной надежности они еще долго будут существовать.