بطاريات LFP: العصر الحديدي الجديد

بطاريات LFP: العصر الحديدي الجديد

وبينما كان المحرك هو قلب كل سيارة في محرك الاحتراق، فهو البطارية في السيارة الكهربائية. البطارية الكبيرة، التي يتم تخزينها عادةً في أرضية السيارة، مسؤولة إلى حد كبير عن المدى ووقت الشحن والطاقة. كما أنها تمثل أكبر عامل تكلفة بالنسبة للمصنعين. حتى الآن، كانت بطاريات الليثيوم أيون تعتبر المقياس لكل شيء. تمت تجربته واختباره ملايين المرات على الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة وفرشاة الأسنان وسماعات الرأس وحتى السيارات الكهربائية. ولكن في دوائر السيارات، تزايد الحديث مؤخرًا عن بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد، المعروفة أيضًا باسم LFP باختصار. تريد فولكس فاجن استخدام تقنية البطارية هذه في الموديلات الأقل من ID.3. ستستخدم فورد تقنية LFP في أمريكا الشمالية العام المقبل في طرازات Mustang Mach-E ولاحقًا في طراز F-150 Lightning. لقد خطت شركة Tesla بالفعل خطوة أخرى إلى الأمام، حيث قامت بالفعل بتركيب وبيع بطاريات LFP في الطراز 3s - أولاً في الصين، والآن في أوروبا أيضًا. أولًا: إنها ليست بطارية معجزة جديدة، بل تقنية لها مميزات وعيوب واضحة.

تم تطوير بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم في نهاية التسعينيات وتعرف أيضًا باسم LiFePo4 أو LFP أو LEP. لفترة من الوقت، كانت هذه شائعة جدًا في نماذج السباق وأيضًا كبطاريات للدراجات النارية، لأنها أخف بكثير مقارنة ببطاريات الرصاص الحمضية. واحدة من أكبر المزايا في المقارنة المباشرة لتكنولوجيا الليثيوم أيون هي أن الخلايا لا تحتوي على مواد نادرة مثل النيكل أو الكوبالت أو المنغنيز. وهذا يجعل الخلية أكثر استدامة وأرخص أيضًا. يذكر فورد أن الميزة السعرية على خلية أيون الليثيوم تبلغ حوالي 10 إلى 15 بالمائة. قوة أخرى لخلية LFP هي ثبات الدورة: في حين أن بطاريات الليثيوم أيون تتمتع بعمر خدمة يبلغ حوالي 3000 دورة (التفريغ الكامل للشحن)، يمكن لخلية LFP أن تتحمل ما يصل إلى 10000 دورة حتى تنخفض قدرتها إلى 75 بالمائة - حد التآكل العام للبطاريات. بالإضافة إلى ذلك، تعتبر بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد أقل حساسية لدرجة الحرارة وهي قوية وآمنة للغاية. يجب أن يكون خطر الحريق والانفجار أقل. وهي توفر تيارات تفريغ عالية ومستقرة. ولأن البطاريات لا تحتوي على أي مواد خام نادرة، فإن جميع المعادن الموجودة فيها قابلة لإعادة التدوير بنسبة 100 بالمائة. لا يمكن إعادة استخدام المنحل بالكهرباء فقط. وهذا يعني أن معدل إعادة التدوير مرتفع تقريبًا كما هو الحال بالنسبة لبطارية الرصاص الحمضية العادية، مما يمثل فائدة بيئية هائلة.

يبدو الأمر رائعًا، فلماذا لم نبدأ بالفعل في استخدام بطاريات LFP؟ لأن كثافة الطاقة الخاصة بها أقل بكثير من كثافة بطاريات الليثيوم أيون. وهذا يعني أنه من أجل تحقيق نفس النطاق مع سيارة كهربائية مزودة ببطاريات LFP، فأنت بحاجة إلى المزيد من الخلايا، والتي تكون بعد ذلك أثقل وأكثر حجمًا ويمكن بعد ذلك معادلة الميزة السعرية الخاصة بها مرة أخرى. للتوضيح: تبلغ كثافة الطاقة المعتادة لبطارية الليثيوم أيون 180 وات لكل كيلوغرام. تتراوح طاقة بطاريات LFP من 90 إلى 110 واط في الساعة لكل كيلوغرام فقط. إذا كان النطاق والوزن المنخفض مطلوبين، فإن بطارية الليثيوم أيون تتفوق بشكل واضح وواضح على بطاريات LFP. على الرغم من أن السعر أعلى واستقرار الدورة أقل، إلا أن تقنية LFP حاليًا في وضع غير مؤات هنا.

ولماذا لا تزال شركات تيسلا وفولكس فاجن وفورد تعتمد على تقنية LFP؟ هناك عدة أسباب لذلك. أولاً: البطاريات أرخص، مما يزيد من احتمالية تقديم نماذج سيارات كهربائية أرخص. ثانياً: بما أنه يتم استخدام مواد أولية أقل تكلفة ونادرة، فإن شراءها يكون أسهل وبكميات أكبر، مما يعني أن القدرة على التسليم أكثر استقراراً. ثالثًا: بالنسبة لنماذج السيارات الأصغر حجمًا، حيث لا يكون المدى الأقصى مهمًا، توفر تقنية LFP حاليًا نسبة سعر إلى أداء جذابة لمصنعي السيارات، كما أن الحجة المتعلقة بالمزيد من السلامة وعمر الخدمة في صالحها. يبدو أن رئيس شركة Tesla Elon Musk قال إن بطارية LFP يجب أن تكون كافية لـ 75 بالمائة من السيارات الكهربائية في المستقبل. ولهذا السبب تستخدم تسلا بالفعل تقنية البطارية في الطراز 3. ولم تكن الصعوبات الأولية بسبب أجهزة البطارية، بل بسبب برنامج السيارة. ونتيجة لذلك، عند شراء سيارة في المستقبل، قد لا تكون: بنزين أو ديزل، ولكن بطارية ليثيوم أيون أو بطارية ليثيوم فوسفات الحديد؟