01 – fosforan litu i żelaza wykazuje tendencję wzrostową

Akumulator litowy charakteryzuje się małymi rozmiarami, lekkością, szybkim ładowaniem i trwałością. Można go znaleźć w akumulatorach telefonów komórkowych i akumulatorach samochodowych. Spośród nich, akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe i akumulatory trójskładnikowe to obecnie dwie główne gałęzie rynku akumulatorów litowych.

Ze względu na wymogi bezpieczeństwa, w samochodach osobowych i pojazdach specjalnego przeznaczenia, akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe o niższej cenie, relatywnie bardziej dopracowanej i bezpiecznej technologii są coraz częściej stosowane. Trójskładnikowe akumulatory litowe o wyższej energii właściwej są szeroko stosowane w samochodach osobowych. W najnowszej serii ogłoszeń, udział akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych w pojazdach osobowych wzrósł z niecałych 20% do około 30%.

Fosforan litowo-żelazowy (LiFePO4) jest jednym z powszechnie stosowanych materiałów katodowych w akumulatorach litowo-jonowych. Charakteryzuje się dobrą stabilnością termiczną, mniejszą absorpcją wilgoci i doskonałą wydajnością cyklu ładowania i rozładowania w stanie pełnego naładowania. Jest przedmiotem badań, produkcji i rozwoju w dziedzinie akumulatorów litowo-jonowych do magazynowania energii. Jednak ze względu na ograniczenia wynikające z własnej struktury, akumulator litowo-jonowy z fosforanem litowo-żelazowym jako materiałem dodatnim charakteryzuje się niską przewodnością, wolnym tempem dyfuzji jonów litu i słabą wydajnością rozładowania w niskich temperaturach. Skutkuje to niskim przebiegiem wczesnych pojazdów wyposażonych w akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe, szczególnie w niskich temperaturach.

Aby osiągnąć przełom w zakresie wytrzymałości, zwłaszcza po tym, jak polityka subsydiowania pojazdów zasilanych nowymi źródłami energii wprowadziła wyższe wymagania dotyczące wytrzymałości, gęstości energii, zużycia energii i innych aspektów, chociaż akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe pojawiły się na rynku wcześniej, trójskładnikowe akumulatory litowe o wyższej gęstości energii stopniowo stały się głównym nurtem rynku pojazdów osobowych zasilanych nowymi źródłami energii. Z najnowszego ogłoszenia wynika, że ​​chociaż udział akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych w pojazdach osobowych odnotował wzrost, udział trójskładnikowych akumulatorów litowo-żelazowych nadal wynosi około 70%.

02 – bezpieczeństwo jest największą zaletą

Nikiel-kobalt-aluminium lub nikiel-kobalt-mangan są powszechnie stosowane jako materiały anodowe do trójskładnikowych baterii litowych, ale wysoka aktywność tych materiałów nie tylko wiąże się z wysoką gęstością energii, ale również z wysokim ryzykiem bezpieczeństwa. Niepełne statystyki pokazują, że w 2019 roku liczba wypadków z samozapłonem w pojazdach zasilanych nowymi źródłami energii była 14 razy wyższa niż w 2018 roku, a marki takie jak Tesla, Weilai, BAIC i Weima sukcesywnie zgłaszały przypadki samozapłonu.

Z wypadku wynika, że ​​pożar występuje głównie w trakcie ładowania lub tuż po nim, ponieważ akumulator nagrzewa się podczas długotrwałej pracy. Gdy temperatura trójskładnikowego akumulatora litowego przekracza 200°C, materiał dodatni łatwo ulega rozkładowi, a reakcja utleniania prowadzi do gwałtownego spalania i gwałtownego spadku temperatury. Struktura oliwinowa fosforanu litowo-żelazowego zapewnia wysoką stabilność temperaturową, a jego temperatura spalania sięga 800°C, a także mniejszą produkcję gazu, co czyni go stosunkowo bezpieczniejszym. Z tego powodu, ze względów bezpieczeństwa, nowe autobusy energetyczne zazwyczaj wykorzystują akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe, podczas gdy nowe autobusy energetyczne wykorzystujące trójskładnikowe akumulatory litowe tymczasowo nie mogą zostać włączone do katalogu pojazdów nowej energii w celu promocji i zastosowania.

Niedawno dwa pojazdy elektryczne marki Changan Auchan zostały wyposażone w akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy, co różni się od akumulatorów produkowanych przez firmy produkujące samochody osobowe. Dwa modele Changan Auchan to SUV i MPV. Xiong Zewei, zastępca dyrektora generalnego Instytutu Badawczego Chang'an Auchan, powiedział reporterowi: „To oznacza, że ​​Auchan oficjalnie wkroczył w erę napędów elektrycznych po dwóch latach starań”.

Odnosząc się do uzasadnienia stosowania akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych, Xiong stwierdził, że bezpieczeństwo pojazdów o nowych mocach zawsze było jednym z „problemów” użytkowników, a także przedmiotem największej troski przedsiębiorstw. W związku z tym, akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy montowany w nowym samochodzie przeszedł testy wytrzymałościowe w temperaturze ponad 1300°C, w temperaturze -20°C w stanie spoczynku, w 3,5% roztworze soli, przy uderzeniu zewnętrznym o sile 11 kN itd., spełniając kryteria bezpieczeństwa akumulatora „nie boi się ciepła, nie boi się zimna, nie boi się wody, nie boi się uderzeń”.

Według doniesień, Changan Auchan x7ev jest wyposażony w silnik synchroniczny z magnesami trwałymi o mocy maksymalnej 150 kW, oferujący zasięg ponad 405 km oraz akumulator o bardzo długiej żywotności, umożliwiający 3000 cyklicznych ładowań. W normalnej temperaturze, uzupełnienie zasięgu o ponad 300 km zajmuje zaledwie pół godziny. „Dzięki systemowi odzyskiwania energii hamowania, zasięg pojazdu w warunkach miejskich może osiągnąć około 420 km” – dodał Xiong.

Zgodnie z planem rozwoju branży pojazdów o nowych źródłach energii (2021-2035) (projekt do konsultacji), opublikowanym przez Ministerstwo Przemysłu i Technologii Informacyjnych, sprzedaż pojazdów o nowych źródłach energii będzie stanowić około 25% do 2025 roku. Można przewidzieć, że udział pojazdów o nowych źródłach energii będzie nadal rósł w przyszłości. W tym kontekście, w tym Chang'an Automobile, tradycyjne, niezależne przedsiębiorstwa produkujące pojazdy, przyspieszają rozwój rynku pojazdów o nowych źródłach energii.