Baterie LFP: nowa epoka żelaza

Baterie LFP: nowa epoka żelaza

O ile w przypadku silnika spalinowego sercem każdego samochodu był silnik, tak w samochodzie elektrycznym jest to akumulator. Za zasięg, czas ładowania i moc w dużej mierze odpowiada duży akumulator, który zwykle jest przechowywany w podłodze pojazdu. Stanowią one także zdecydowanie największy czynnik kosztowy dla producentów. Do tej pory baterie litowo-jonowe były uważane za miarę wszystkiego. Wypróbowany i przetestowany miliony razy w telefonach komórkowych, laptopach, szczoteczkach do zębów, słuchawkach, a nawet samochodach elektrycznych. Jednak w kręgach motoryzacyjnych ostatnio coraz częściej mówi się o akumulatorach litowo-żelazowo-fosforanowych, znanych również w skrócie jako LFP. Volkswagen chce zastosować tę technologię akumulatorów w modelach poniżej ID.3. Ford będzie korzystać z technologii LFP w Ameryce Północnej w przyszłym roku w modelach Mustang Mach-E, a później w F-150 Lightning. Tesla poszła już o krok dalej i już instalowała i sprzedawała akumulatory LFP w Modelu 3 – najpierw w Chinach, teraz także w Europie. Po pierwsze: to nie jest nowa cudowna bateria, ale technologia, która ma wyraźne zalety i wady.

Baterie litowo-żelazowo-fosforanowe zostały opracowane pod koniec lat 90. XX wieku i są również znane jako LiFePo4, LFP lub LEP. Przez pewien czas były one bardzo popularne w wyścigach modelarskich, a także jako akumulatory rozruchowe do motocykli, ponieważ są znacznie lżejsze w porównaniu do akumulatorów kwasowo-ołowiowych. Jedną z największych zalet w bezpośrednim porównaniu z technologią litowo-jonową jest to, że ogniwa nie zawierają rzadkich materiałów, takich jak nikiel, kobalt czy mangan. Dzięki temu ogniwo jest bardziej zrównoważone i tańsze. Ford twierdzi, że przewaga cenowa nad ogniwem litowo-jonowym wynosi około dziesięciu do 15 procent. Kolejną zaletą ogniwa LFP jest jego stabilność cykli: podczas gdy akumulatory litowo-jonowe mają żywotność około 3000 cykli (całkowite rozładowanie do ładowania), ogniwo LFP może wytrzymać do 10 000 cykli, dopóki jego pojemność nie spadnie do 75 procent – ​​co stanowi ogólny limit zużycia akumulatorów. Ponadto akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe są uważane za mniej wrażliwe na temperaturę, a ponadto są bardzo wytrzymałe i bezpieczne. Ryzyko pożaru i eksplozji powinno być niższe. Zapewniają wysokie, stabilne prądy rozładowania. A ponieważ baterie nie zawierają żadnych rzadkich surowców, wszystkie zawarte w nich metale w 100% nadają się do recyklingu. Nie można ponownie wykorzystać jedynie elektrolitu. Oznacza to, że stopień recyklingu jest prawie tak wysoki, jak w przypadku zwykłego akumulatora kwasowo-ołowiowego, co stanowi ogromną korzyść dla środowiska.

Brzmi wspaniale, więc dlaczego jeszcze nie zaczęliśmy używać akumulatorów LFP? Ponieważ ich gęstość energii jest znacznie niższa niż w przypadku akumulatorów litowo-jonowych. Oznacza to, że aby osiągnąć taki sam zasięg samochodem elektrycznym z akumulatorami LFP, potrzeba większej liczby ogniw, które są wtedy cięższe, bardziej pojemne i ich przewaga cenowa może wtedy ponownie się wyrównać. Dla wyjaśnienia: typowa gęstość mocy akumulatora litowo-jonowego wynosi 180 Wh na kilogram. Pojemność akumulatorów LFP wynosi tylko 90 do 110 Wh na kilogram. Jeśli wymagany jest zasięg i niska waga, akumulator litowo-jonowy wyraźnie i wyraźnie bije akumulatory LFP. Chociaż przy wyższej cenie i mniejszej stabilności cyklu, technologia LFP jest obecnie w niekorzystnej sytuacji.

I dlaczego Tesla, VW i Ford nadal polegają na technologii LFP? Jest tego kilka powodów. Po pierwsze: akumulatory są tańsze, co zwiększa prawdopodobieństwo oferowania tańszych modeli samochodów elektrycznych. Po drugie: Dzięki zastosowaniu tańszych i rzadkich surowców ich pozyskiwanie jest łatwiejsze i w większych ilościach, co oznacza, że ​​możliwość dostaw jest stabilniejsza. Po trzecie: W przypadku mniejszych modeli samochodów, gdzie maksymalny zasięg nie jest ważny, technologia LFP oferuje obecnie producentom samochodów atrakcyjny stosunek ceny do wydajności, a argument w postaci większego bezpieczeństwa i żywotności jest po jego stronie. Szef Tesli, Elon Musk, najwyraźniej powiedział, że akumulator LFP powinien w przyszłości wystarczyć do zasilania 75 procent samochodów elektrycznych. Dlatego Tesla wykorzystuje już technologię akumulatorową w Modelu 3. Początkowe trudności nie wynikały ze sprzętu akumulatora, ale z oprogramowania pojazdu. W rezultacie przy zakupie samochodu w przyszłości może nie być to: benzyna czy olej napędowy, ale akumulator litowo-jonowy czy litowo-żelazowo-fosforanowy?