01 – litijev železov fosfat kaže trend naraščanja

Litijeva baterija ima prednosti majhne velikosti, majhne teže, hitrega polnjenja in vzdržljivosti. To je razvidno iz baterije mobilnega telefona in avtomobilske baterije. Med njimi sta litij-železova fosfatna baterija in baterija iz ternarnega materiala trenutno dve glavni veji litijeve baterije.

Za varnostne zahteve na področju osebnih avtomobilov in vozil za posebne namene se pogosteje uporablja litij-železo-fosfatna napajalna baterija z nižjo ceno, relativno bolj zrelo in varno tehnologijo izdelkov. Ternarna litijeva baterija z višjo specifično energijo se pogosto uporablja na področju osebnih avtomobilov. V novi seriji objav se je delež litij-železo-fosfatnih baterij na področju osebnih vozil povečal s prejšnjih manj kot 20 % na približno 30 %.

Litijev železov fosfat (LiFePO4) je eden izmed pogosto uporabljenih katodnih materialov za litij-ionske baterije. Ima dobro toplotno stabilnost, manjšo absorpcijo vlage in odlično zmogljivost cikla praznjenja v popolnoma napolnjenem stanju. Je središče raziskav, proizvodnje in razvoja na področju napajanja in shranjevanja energije litij-ionskih baterij. Vendar ima litij-ionska baterija z litij-železovim fosfatom kot pozitivnim materialom zaradi omejitve lastne strukture slabo prevodnost, počasno hitrost difuzije litijevega iona in slabo praznjenje pri nizki temperaturi. Posledica tega je nizka kilometrina zgodnjih vozil, opremljenih z litij-železo-fosfatno baterijo, zlasti pri nizkih temperaturah.

Da bi dosegli preboj vzdržljivostne kilometrine, zlasti potem, ko je politika subvencij za nova energetska vozila postavila višje zahteve za vzdržljivostno kilometrino vozila, energijsko gostoto, porabo energije in druge vidike, čeprav litij-železo-fosfatna baterija prej zasede trg, je ternarni litij baterija z večjo energijsko gostoto je postopoma postala glavni tok trga novih energetskih osebnih vozil. Iz zadnje objave je razvidno, da čeprav se je delež litij-železo-fosfatne baterije na področju osebnih vozil ponovno povečal, je delež litijeve ternarne baterije še vedno približno 70-odstoten.

02 – varnost je največja prednost

Nikelj kobalt aluminij ali nikelj kobalt mangan se na splošno uporabljajo kot anodni materiali za trikomponentne litijeve baterije, vendar visoka aktivnost materialov ne prinaša le visoke energijske gostote, ampak prinaša tudi velika varnostna tveganja. Nepopolni statistični podatki kažejo, da je bilo v letu 2019 število nesreč zaradi samovžiga novih energetskih vozil omenjeno 14-krat več kot v letu 2018, znamke, kot so Tesla, Weilai, BAIC in Weima, pa so zaporedno izbruhnile nesreče zaradi samovžiga.

Iz nesreče je razvidno, da do požara pride predvsem v procesu polnjenja oziroma takoj po polnjenju, saj se bo baterija med dolgotrajnim delovanjem segrela. Ko je temperatura ternarne litijeve baterije nad 200 °C, se pozitivni material zlahka razgradi, oksidacijska reakcija pa vodi do hitrega toplotnega uhajanja in silovitega zgorevanja. Olivinska struktura litijevega železovega fosfata zagotavlja visoko temperaturno stabilnost, njegova izhodna temperatura pa doseže 800 ° C in manj nastajanja plina, zato je razmeroma varnejši. To je tudi razlog, zakaj na podlagi varnostnih razlogov novi energetski avtobusi običajno uporabljajo litij-železofosfatne baterije, medtem ko novi energetski avtobusi, ki uporabljajo trikomponentne litijeve baterije, začasno ne morejo vstopiti v katalog novih energetskih vozil za promocijo in uporabo.

Pred kratkim sta dve električni vozili Changan Auchan uporabili litij-železofosfatno baterijo, ki se razlikuje od splošnih podjetij za vozila, ki se osredotočajo na avtomobile. Dva modela Changan Auchan sta SUV in MPV. Xiong zewei, namestnik generalnega direktorja raziskovalnega inštituta Chang'an Auchan, je povedal novinarju: "to pomeni, da je Auchan po dveh letih prizadevanj uradno vstopil v dobo električne energije."

V zvezi s tem, zakaj se uporablja litij-železo-fosfatna baterija, je Xiong dejal, da je bila varnost novih energetskih vozil vedno ena od "bolečih točk" uporabnikov in tudi najbolj zaskrbljena v podjetjih. Ob upoštevanju tega je baterija iz litij-železovega fosfata, ki jo nosi novi avtomobil, opravila mejni test nad 1300 °C pečenja s plamenom, – 20 °C pri nizki temperaturi stanja, 3,5-odstotne raztopine soli, 11 kn udarca zunanjega tlaka itd. ., in dosegli varnostno rešitev za baterijo »štirje se ne bojijo«: »ne bojijo se vročine, ne bojijo se mraza, ne bojijo se vode, ne bojijo se udarcev«.

Glede na poročila je Changan Auchan x7ev opremljen s sinhronim motorjem s trajnimi magneti z največjo močjo 150 kW, z vzdržljivostno kilometrino več kot 405 km in baterijo s super dolgo življenjsko dobo s 3000-kratnim cikličnim polnjenjem. Pri normalni temperaturi traja le pol ure, da dopolni vzdržljivostno kilometrino več kot 300 km. "Pravzaprav lahko zaradi obstoja sistema za rekuperacijo zavorne energije vzdržljivost vozila doseže približno 420 km v mestnih delovnih pogojih." je dodal Xiong.

V skladu z razvojnim načrtom industrije novih energetskih vozil (2021–2035) (Osnutek za pripombe), ki ga je izdalo Ministrstvo za industrijo in informacijsko tehnologijo, bo prodaja novih energetskih vozil do leta 2025 predstavljala približno 25 %. Vidimo lahko, da je delež novih energetskih vozil bo v prihodnosti še naprej naraščalo. V tem kontekstu, vključno s podjetjem Chang'an Automobile, tradicionalna podjetja neodvisnih blagovnih znamk pospešujejo postavitev trga novih energetskih vozil.