LFP akkumulátorok: az új vaskorszak

LFP akkumulátorok: az új vaskorszak

Míg a belső égésű motorokban minden autó szíve a motor volt, addig az elektromos autókban ez az akkumulátor. A nagy akkumulátor, amelyet általában a jármű padlójában tárolnak, nagymértékben felelős a hatótávért, a töltési időért és a teljesítményért. A gyártók számára is messze a legnagyobb költségtényezőt jelentik. Eddig a lítium-ion akkumulátorokat tekintették mindennek a mércéjének. Több milliószor kipróbálták és tesztelték mobiltelefonokban, laptopokban, fogkefékben, fejhallgatókban és még elektromos autókban is. Ám autóipari körökben mostanában egyre több szó esik a lítium-vas-foszfát akkumulátorokról, más néven LFP-ről. A Volkswagen ezt az akkumulátortechnológiát az ID.3 alatti modellekben kívánja alkalmazni. A Ford jövőre LFP technológiát alkalmaz Észak-Amerikában a Mustang Mach-E modelleken, majd később az F-150 Lightningen. A Tesla már egy lépéssel előrébb lépett, és már telepítette és értékesítette az LFP akkumulátorokat a Model 3s-ban – először Kínában, most már Európában is. Először is: Nem egy új csodaelemről van szó, hanem egy olyan technológiáról, amelynek egyértelmű előnyei és hátrányai vannak.

A lítium-vas-foszfát akkumulátorokat az 1990-es évek végén fejlesztették ki, és LiFePo4, LFP vagy LEP néven is ismertek. Ezek egy ideig nagyon népszerűek voltak a modellversenyeken és motorindító akkumulátorként is, mivel sokkal könnyebbek az ólom-savas akkumulátorokhoz képest. Az egyik legnagyobb előny a lítium-ion technológiával szemben, hogy a cellák nem tartalmaznak olyan ritka anyagokat, mint a nikkel, a kobalt vagy a mangán. Ez fenntarthatóbbá és olcsóbbá teszi a sejtet. A Ford szerint tíz-15 százalék körüli az árelőny a lítium-ion cellával szemben. Az LFP cella másik erőssége a ciklusstabilitás: Míg a lítium-ion akkumulátorok élettartama körülbelül 3000 ciklus (teljes lemerülés a töltésig), egy LFP cella akár 10 000 ciklust is kibír, amíg kapacitása 75 százalékra – az akkumulátorok általános kopási határára – csökken. Ezenkívül a lítium-vas-foszfát akkumulátorok kevésbé érzékenyek a hőmérsékletre, és nagyon robusztusak és biztonságosak. A tűz- és robbanásveszélynek kisebbnek kell lennie. És magas, stabil kisülési áramot biztosítanak. És mivel az akkumulátorok nem tartalmaznak ritka alapanyagokat, a bennük lévő összes fém 100 százalékban újrahasznosítható. Csak az elektrolit nem használható fel újra. Ez azt jelenti, hogy az újrahasznosítási arány majdnem olyan magas, mint egy normál ólom-savas akkumulátoré – ez óriási környezeti előny.

Csodálatosan hangzik, akkor miért nem kezdtük el már használni az LFP akkumulátorokat? Mivel energiasűrűségük lényegesen kisebb, mint a lítium-ion akkumulátoroké. Ez azt jelenti, hogy egy LFP akkumulátorral szerelt elektromos autóval azonos hatótávolság eléréséhez több cellára van szükség, amelyek ekkor nehezebbek, nagyobb térfogatúak, és így az árelőnyük ismét kiegyenlítődhet. Pontosításképpen: a lítium-ion akkumulátor szokásos teljesítménysűrűsége 180 Wh kilogrammonként. Az LFP akkumulátoroké csak 90-110 Wh kilogrammonként. Ha hatótávra és kis tömegre van szükség, a lítium-ion akkumulátor egyértelműen és egyértelműen veri az LFP akkumulátorokat. Bár magasabb áron és alacsonyabb ciklusstabilitás mellett, az LFP technológia jelenleg itt hátrányban van.

És miért támaszkodik még mindig az LFP technológiára a Tesla, a VW és a Ford? Ennek több oka is van. Először is: Az akkumulátorok olcsóbbak, ezért nagyobb valószínűséggel tud olcsóbb elektromos autó modelleket kínálni. Másodszor: Mivel olcsóbb és ritka alapanyagokat használnak, ezek beszerzése könnyebb és nagyobb mennyiségben történik, így a szállítási képesség is stabilabb. Harmadszor: A kisebb autómodellek esetében, ahol a maximális hatótávolság nem fontos, az LFP technológia jelenleg vonzó ár-teljesítmény arányt kínál az autógyártók számára, és a nagyobb biztonság és élettartam mellett szól. A Tesla főnöke, Elon Musk láthatóan azt mondta, hogy az LFP akkumulátor a jövőben az elektromos autók 75 százalékához elegendő lesz. Ezért a Tesla már a Model 3-ban is akkumulátortechnológiát használ. A kezdeti nehézségek nem az akkumulátor hardveréből, hanem a jármű szoftveréből adódtak. Ebből kifolyólag, ha autót vásárol a jövőben, lehet, hogy nem benzines vagy dízel, hanem lítium-ion vagy lítium-vas-foszfát akkumulátor?