LFP akumulatori: jaunais dzelzs laikmets

LFP akumulatori: jaunais dzelzs laikmets

Lai gan dzinējs bija katras iekšdedzes dzinēja automašīnas sirds, tas ir akumulators elektriskajā automašīnā. Lielais akumulators, kas parasti tiek glabāts transportlīdzekļa grīdā, lielā mērā ir atbildīgs par darbības rādiusu, uzlādes laiku un jaudu. Tie ir arī lielākais izmaksu faktors ražotājiem. Līdz šim litija jonu baterijas tika uzskatītas par visu lietu mērauklu. Miljoniem reižu izmēģināts un pārbaudīts mobilajos tālruņos, klēpjdatoros, zobu birstēs, austiņās un pat elektromobiļos. Taču automobiļu aprindās pēdējā laikā arvien vairāk tiek runāts par litija dzelzs fosfāta akumulatoriem, ko sauc arī par LFP. Volkswagen vēlas izmantot šo akumulatoru tehnoloģiju modeļos zem ID.3. Ford nākamgad izmantos LFP tehnoloģiju Ziemeļamerikā Mustang Mach-E modeļos un vēlāk F-150 Lightning. Tesla jau ir soli tālāk un jau ir uzstādījusi un pārdevusi LFP akumulatorus Model 3s — vispirms Ķīnā, tagad arī Eiropā. Pirmkārt: Tas nav jauns brīnumakumulators, bet gan tehnoloģija, kurai ir skaidras priekšrocības un trūkumi.

Litija dzelzs fosfāta akumulatori tika izstrādāti 90. gadu beigās, un tos sauc arī par LiFePo4, LFP vai LEP. Kādu laiku tie bija ļoti populāri modeļu sacīkstēs un arī kā motociklu startera akumulatori, jo ir daudz vieglāki, salīdzinot ar svina-skābes akumulatoriem. Viena no lielākajām priekšrocībām tiešā salīdzinājumā ar litija jonu tehnoloģiju ir tā, ka šūnas nesatur retus materiālus, piemēram, niķeli, kobaltu vai mangānu. Tas padara šūnu ilgtspējīgāku un arī lētāku. Ford norāda, ka cenas priekšrocība salīdzinājumā ar litija jonu elementu ir aptuveni desmit līdz 15 procenti. Vēl viena LFP elementa priekšrocība ir tā cikla stabilitāte: lai gan litija jonu akumulatoru kalpošanas laiks ir aptuveni 3000 ciklu (pilnīga izlāde, lai uzlādētu), LFP elementi var izturēt līdz 10 000 cikliem, līdz tā jauda ir samazinājusies līdz 75 procentiem — vispārējai akumulatoru nodiluma robežai. Turklāt tiek uzskatīts, ka litija dzelzs fosfāta baterijas ir mazāk jutīgas pret temperatūru un ir ļoti izturīgas un drošas. Ugunsgrēka un sprādziena riskam jābūt mazākam. Un tie nodrošina augstas, stabilas izlādes strāvas. Un, tā kā baterijas nesatur retas izejvielas, visi tajos esošie metāli ir 100 procenti pārstrādājami. Tikai elektrolītu nevar izmantot atkārtoti. Tas nozīmē, ka pārstrādes līmenis ir gandrīz tikpat augsts kā parastam svina-skābes akumulatoram — tas ir milzīgs ieguvums videi.

Izklausās lieliski, kāpēc mēs jau neesam sākuši lietot LFP akumulatorus? Tā kā to enerģijas blīvums ir ievērojami zemāks nekā litija jonu akumulatoriem. Tas nozīmē, ka, lai sasniegtu tādu pašu diapazonu ar elektromobili ar LFP akumulatoriem, ir nepieciešams vairāk elementu, kas pēc tam ir smagāki, apjomīgāki un to cenas priekšrocības pēc tam var atkal izlīdzināties. Precizitātei: parastais litija jonu akumulatora jaudas blīvums ir 180 Wh uz kilogramu. LFP akumulatoru jauda ir tikai 90 līdz 110 Wh uz kilogramu. Ja nepieciešams diapazons un mazs svars, litija jonu akumulators skaidri un nepārprotami pārspēj LFP akumulatorus. Lai gan par augstāku cenu un zemāku cikla stabilitāti, LFP tehnoloģija pašlaik ir neizdevīgā stāvoklī.

Un kāpēc Tesla, VW un Ford joprojām paļaujas uz LFP tehnoloģiju? Tam ir vairāki iemesli. Pirmkārt: akumulatori ir lētāki, tāpēc ir lielāka iespēja piedāvāt lētākus elektromobiļu modeļus. Otrkārt: Tā kā tiek izmantotas lētākas un retas izejvielas, to sagāde notiek vienkāršāk un lielākos apjomos, kas nozīmē, ka piegādes iespējas ir stabilākas. Treškārt: mazākiem automašīnu modeļiem, kur maksimālais diapazons nav svarīgs, LFP tehnoloģija šobrīd piedāvā pievilcīgu cenas un veiktspējas attiecību automobiļu ražotājiem, un arguments par lielāku drošību un kalpošanas laiku ir tā pusē. Tesla boss Elons Musks acīmredzot ir teicis, ka ar LFP akumulatoru nākotnē vajadzētu pietikt 75 procentiem elektrisko automašīnu. Tāpēc Tesla jau izmanto akumulatoru tehnoloģiju modelī 3. Sākotnējās grūtības radās nevis akumulatora aparatūras, bet gan transportlīdzekļa programmatūras dēļ. Rezultātā, pērkot auto nākotnē, tas varētu nebūt: benzīns vai dīzelis, bet litija jonu vai litija dzelzs fosfāta akumulators?