LFP-batterijen: de nieuwe ijzertijd

LFP-batterijen: de nieuwe ijzertijd

Terwijl bij een verbrandingsmotor de motor het hart was van elke auto, is dit bij een elektrische auto de accu. De grote accu, die doorgaans in de voertuigvloer is opgeslagen, is grotendeels verantwoordelijk voor de actieradius, laadtijd en het vermogen. Ze vormen ook veruit de grootste kostenfactor voor fabrikanten. Tot nu toe werden lithium-ionbatterijen beschouwd als de maatstaf aller dingen. Miljoenen keren geprobeerd en getest in mobiele telefoons, laptops, tandenborstels, koptelefoons en zelfs elektrische auto's. Maar in autokringen wordt de laatste tijd steeds vaker gesproken over lithium-ijzerfosfaatbatterijen, ook wel kortweg LFP genoemd. Volkswagen wil deze batterijtechnologie toepassen in modellen onder de ID.3. Ford zal volgend jaar LFP-technologie in Noord-Amerika gebruiken op de Mustang Mach-E-modellen en later op de F-150 Lightning. Tesla is al een stap verder en heeft al LFP-batterijen in Model 3’s geïnstalleerd en verkocht – eerst in China, nu ook in Europa. Allereerst: het is geen nieuwe wonderbatterij, maar een technologie die duidelijke voor- en nadelen heeft.

Lithium-ijzerfosfaatbatterijen zijn eind jaren negentig ontwikkeld en staan ​​ook wel bekend als LiFePo4, LFP of LEP. Deze waren een tijdlang erg populair in de modelracerij en ook als startaccu's voor motorfietsen, omdat ze veel lichter zijn in vergelijking met loodzuuraccu's. Een van de grootste voordelen in directe vergelijking met lithium-iontechnologie is dat de cellen geen zeldzame materialen zoals nikkel, kobalt of mangaan bevatten. Dit maakt de cel duurzamer en ook goedkoper. Ford stelt dat het prijsvoordeel ten opzichte van de lithium-ioncel zo'n tien tot vijftien procent bedraagt. Een ander sterk punt van de LFP-cel is de cyclusstabiliteit: terwijl lithium-ionbatterijen een levensduur hebben van ongeveer 3.000 cycli (volledig ontladen om op te laden), kan een LFP-cel tot 10.000 cycli weerstaan ​​totdat de capaciteit is gedaald tot 75 procent – ​​de algemene slijtagelimiet voor batterijen. Bovendien worden lithium-ijzerfosfaatbatterijen als minder temperatuurgevoelig beschouwd en zijn ze zeer robuust en veilig. Het risico op brand en explosie moet lager zijn. En ze leveren hoge, stabiele ontlaadstromen. En omdat de batterijen geen zeldzame grondstoffen bevatten, zijn alle metalen erin 100 procent recyclebaar. Alleen het elektrolyt kan niet worden hergebruikt. Dit betekent dat het recyclingpercentage bijna net zo hoog is als bij een normale loodzuuraccu – een enorm voordeel voor het milieu.

Klinkt geweldig, dus waarom zijn we niet al begonnen met het gebruik van LFP-batterijen? Omdat hun energiedichtheid aanzienlijk lager is dan die van lithium-ionbatterijen. Dit betekent dat je, om met een elektrische auto met LFP-accu's dezelfde actieradius te bereiken, meer cellen nodig hebt, die dan zwaarder en volumineuzer zijn en hun prijsvoordeel dan mogelijk weer verevend wordt. Ter verduidelijking: de gebruikelijke vermogensdichtheid van een lithium-ionbatterij is 180 Wh per kilogram. Die van de LFP-accu’s bedraagt ​​slechts 90 tot 110 Wh per kilogram. Als bereik en een laag gewicht vereist zijn, verslaat de lithium-ionbatterij duidelijk en duidelijk de LFP-batterijen. Hoewel tegen een hogere prijs en met een lagere cyclusstabiliteit, is de LFP-technologie hier momenteel in het nadeel.

En waarom vertrouwen Tesla, VW en Ford nog steeds op LFP-technologie? Hiervoor zijn verschillende redenen. Ten eerste: de batterijen zijn goedkoper, waardoor de kans groter is dat er goedkopere elektrische automodellen kunnen worden aangeboden. Ten tweede: omdat er goedkopere en zeldzamere grondstoffen worden gebruikt, is de aanschaf ervan eenvoudiger en in grotere hoeveelheden, wat betekent dat het leveringsvermogen stabieler is. Ten derde: voor kleinere automodellen, waarbij de maximale actieradius niet belangrijk is, biedt de LFP-technologie momenteel een aantrekkelijke prijs-prestatieverhouding voor autofabrikanten en het argument van grotere veiligheid en levensduur staat aan zijn kant. Tesla-baas Elon Musk heeft blijkbaar gezegd dat een LFP-batterij in de toekomst voldoende moet zijn voor 75 procent van de elektrische auto's. Daarom gebruikt Tesla al batterijtechnologie in de Model 3. De aanvankelijke problemen waren niet te wijten aan de batterijhardware, maar aan de voertuigsoftware. Als gevolg hiervan is het bij het kopen van een auto in de toekomst misschien niet: benzine of diesel, maar lithium-ion- of lithium-ijzerfosfaat-accu?