Μπαταρίες LFP: Η νέα Εποχή του Σιδήρου

Μπαταρίες LFP: Η νέα Εποχή του Σιδήρου

Ενώ ο κινητήρας ήταν η καρδιά κάθε αυτοκινήτου σε έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης, είναι η μπαταρία σε ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο. Η μεγάλη μπαταρία, η οποία συνήθως αποθηκεύεται στο πάτωμα του οχήματος, είναι σε μεγάλο βαθμό υπεύθυνη για την αυτονομία, το χρόνο φόρτισης και την ισχύ. Αποτελούν επίσης μακράν τον μεγαλύτερο παράγοντα κόστους για τους κατασκευαστές. Μέχρι τώρα, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου θεωρούνταν το μέτρο όλων των πραγμάτων. Δοκιμασμένο και δοκιμασμένο εκατομμύρια φορές σε κινητά τηλέφωνα, φορητούς υπολογιστές, οδοντόβουρτσες, ακουστικά, ακόμη και ηλεκτρικά αυτοκίνητα. Αλλά στους κύκλους της αυτοκινητοβιομηχανίας έχει γίνει πρόσφατα αυξημένη συζήτηση για μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου, γνωστές και ως LFP για συντομία. Η Volkswagen θέλει να χρησιμοποιήσει αυτήν την τεχνολογία μπαταρίας σε μοντέλα κάτω από το ID.3. Η Ford θα χρησιμοποιήσει την τεχνολογία LFP στη Βόρεια Αμερική τον επόμενο χρόνο στα μοντέλα Mustang Mach-E και αργότερα στο F-150 Lightning. Η Tesla είναι ήδη ένα βήμα παραπέρα και έχει ήδη εγκαταστήσει και πουλήσει μπαταρίες LFP στο Model 3s - πρώτα στην Κίνα, τώρα και στην Ευρώπη. Πρώτα απ 'όλα: Δεν είναι μια νέα θαυματουργή μπαταρία, αλλά μια τεχνολογία που έχει σαφή πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα.

Οι μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου αναπτύχθηκαν στα τέλη της δεκαετίας του 1990 και είναι επίσης γνωστές ως LiFePo4, LFP ή LEP. Για λίγο, αυτές ήταν πολύ δημοφιλείς στους αγώνες μοντέλων αλλά και ως μπαταρίες εκκίνησης μοτοσικλετών, καθώς είναι πολύ πιο ελαφριές σε σύγκριση με τις μπαταρίες μολύβδου-οξέος. Ένα από τα μεγαλύτερα πλεονεκτήματα σε άμεση σύγκριση με την τεχνολογία ιόντων λιθίου είναι ότι τα κύτταρα δεν περιέχουν σπάνια υλικά όπως νικέλιο, κοβάλτιο ή μαγγάνιο. Αυτό κάνει το κύτταρο πιο βιώσιμο και επίσης φθηνότερο. Η Ford δηλώνει ότι το πλεονέκτημα τιμής έναντι της κυψέλης ιόντων λιθίου είναι περίπου δέκα έως 15 τοις εκατό. Ένα άλλο πλεονέκτημα της κυψέλης LFP είναι η σταθερότητα του κύκλου: Ενώ οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν διάρκεια ζωής περίπου 3.000 κύκλων (πλήρης αποφόρτιση για φόρτιση), μια κυψέλη LFP μπορεί να αντέξει έως και 10.000 κύκλους έως ότου η χωρητικότητά της πέσει στο 75 τοις εκατό - το γενικό όριο φθοράς για τις μπαταρίες. Επιπλέον, οι μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου θεωρούνται λιγότερο ευαίσθητες στη θερμοκρασία και είναι πολύ στιβαρές και ασφαλείς. Ο κίνδυνος πυρκαγιάς και έκρηξης πρέπει να είναι μικρότερος. Και παρέχουν υψηλά, σταθερά ρεύματα εκκένωσης. Και επειδή οι μπαταρίες δεν περιέχουν σπάνιες πρώτες ύλες, όλα τα μέταλλα σε αυτές είναι 100 τοις εκατό ανακυκλώσιμα. Μόνο ο ηλεκτρολύτης δεν μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί. Αυτό σημαίνει ότι το ποσοστό ανακύκλωσης είναι σχεδόν τόσο υψηλό όσο για μια κανονική μπαταρία μολύβδου-οξέος - ένα τεράστιο περιβαλλοντικό όφελος.

Ακούγεται υπέροχο, οπότε γιατί δεν έχουμε ήδη αρχίσει να χρησιμοποιούμε μπαταρίες LFP; Επειδή η ενεργειακή τους πυκνότητα είναι σημαντικά χαμηλότερη από αυτή των μπαταριών ιόντων λιθίου. Αυτό σημαίνει ότι για να επιτύχετε την ίδια εμβέλεια με ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο με μπαταρίες LFP, χρειάζεστε περισσότερες κυψέλες, οι οποίες στη συνέχεια είναι βαρύτερες, πιο ογκώδεις και το πλεονέκτημα τιμής τους μπορεί να εξισωθεί ξανά. Για να διευκρινίσουμε: η συνήθης πυκνότητα ισχύος μιας μπαταρίας ιόντων λιθίου είναι 180 Wh ανά κιλό. Αυτή των μπαταριών LFP είναι μόνο 90 ​​έως 110 Wh ανά κιλό. Εάν απαιτείται αυτονομία και χαμηλό βάρος, η μπαταρία ιόντων λιθίου ξεπερνά ξεκάθαρα και ξεκάθαρα τις μπαταρίες LFP. Αν και σε υψηλότερη τιμή και χαμηλότερη σταθερότητα κύκλου, η τεχνολογία LFP βρίσκεται επί του παρόντος σε μειονεκτική θέση εδώ.

Και γιατί η Tesla, η VW και η Ford εξακολουθούν να βασίζονται στην τεχνολογία LFP; Υπάρχουν διάφοροι λόγοι για αυτό. Πρώτον: Οι μπαταρίες είναι φθηνότερες, γεγονός που καθιστά πιο πιθανό να μπορεί να προσφέρει φθηνότερα μοντέλα ηλεκτρικών αυτοκινήτων. Δεύτερον: Δεδομένου ότι χρησιμοποιούνται λιγότερο ακριβές και σπάνιες πρώτες ύλες, η προμήθεια τους είναι ευκολότερη και σε μεγαλύτερες ποσότητες, πράγμα που σημαίνει ότι η δυνατότητα παράδοσης είναι πιο σταθερή. Τρίτον: Για μικρότερα μοντέλα αυτοκινήτων, όπου η μέγιστη εμβέλεια δεν είναι σημαντική, η τεχνολογία LFP προσφέρει επί του παρόντος μια ελκυστική αναλογία τιμής-απόδοσης για τους κατασκευαστές αυτοκινήτων και το επιχείρημα της μεγαλύτερης ασφάλειας και διάρκειας ζωής είναι με το μέρος της. Το αφεντικό της Tesla, Έλον Μασκ, προφανώς είπε ότι μια μπαταρία LFP θα πρέπει να είναι επαρκής για το 75% των ηλεκτρικών αυτοκινήτων στο μέλλον. Γι' αυτό η Tesla χρησιμοποιεί ήδη τεχνολογία μπαταρίας στο Model 3. Οι αρχικές δυσκολίες δεν οφείλονταν στο υλικό της μπαταρίας, αλλά στο λογισμικό του οχήματος. Ως αποτέλεσμα, όταν αγοράζετε ένα αυτοκίνητο στο μέλλον μπορεί να μην είναι: βενζίνη ή ντίζελ, αλλά μπαταρία ιόντων λιθίου ή φωσφορικού σιδήρου λιθίου;