01 – літій-залізофосфат демонструє тенденцію до зростання

Літієві акумулятори мають такі переваги, як малий розмір, легка вага, швидка зарядка та довговічність. Це можна побачити на прикладі акумуляторів мобільних телефонів та автомобільних акумуляторів. Серед них, літій-залізо-фосфатні акумулятори та потрійні акумулятори є двома основними напрямками літієвих акумуляторів на сьогодні.

Для забезпечення вимог безпеки в галузі легкових автомобілів та транспортних засобів спеціального призначення літій-залізо-фосфатні акумулятори з нижчою вартістю, відносно більш зрілою та безпечною технологією виробництва використовуються все частіше. Потрійні літієві акумулятори з вищою питомою енергією широко використовуються в галузі легкових автомобілів. Згідно з новою серією оголошень, частка літій-залізо-фосфатних акумуляторів у сфері легкових автомобілів зросла з менш ніж 20% до приблизно 30%.

Літій-залізофосфат (LiFePO4) є одним із поширених катодних матеріалів для літій-іонних акумуляторів. Він має добру термостабільність, менше поглинає вологу та чудово відповідає циклам заряду-розряду в повністю зарядженому стані. Він є предметом досліджень, виробництва та розробок у галузі виробництва та накопичення енергії літій-іонних акумуляторів. Однак, через обмеження власної структури, літій-іонний акумулятор з літій-залізофосфатом як позитивним матеріалом має погану провідність, повільну швидкість дифузії літій-іонів та погану продуктивність розряду за низьких температур. Це призводить до низького пробігу ранніх автомобілів, оснащених літій-залізофосфатними акумуляторами, особливо за низьких температур.

З метою досягнення прориву в галузі довговічності, особливо після того, як політика субсидування транспортних засобів на нових джерелах енергії висунула вищі вимоги до довговічності транспортних засобів, щільності енергії, споживання енергії та інших аспектів, хоча літій-залізо-фосфатні акумулятори раніше зайняли ринок, потрійні літієві акумулятори з вищою щільністю енергії поступово стали основним елементом ринку пасажирських автомобілів на нових джерелах енергії. З останнього оголошення видно, що хоча частка літій-залізо-фосфатних акумуляторів у сфері пасажирських автомобілів відновилася, частка потрійних літієвих акумуляторів все ще становить близько 70%.

02 – безпека – найбільша перевага

Нікель-кобальт-алюміній або нікель-кобальт-марганцевий зазвичай використовуються як анодні матеріали для потрійних літієвих батарей, але висока активність цих матеріалів не тільки забезпечує високу щільність енергії, але й створює високі ризики для безпеки. Неповна статистика показує, що у 2019 році кількість аварій із самозайманням транспортних засобів на нових джерелах енергії була в 14 разів більшою, ніж у 2018 році, а такі бренди, як Tesla, Weilai, BAIC та Weima, послідовно виникали випадки самозаймання.

З аварії видно, що пожежа переважно виникає під час процесу заряджання або одразу після заряджання, оскільки температура акумулятора підвищується під час тривалої роботи. Коли температура потрійного літієвого акумулятора перевищує 200 °C, позитивний матеріал легко розкладається, а реакція окислення призводить до швидкого термічного виходу та бурхливого горіння. Олівінова структура літій-залізофосфату забезпечує високу температурну стабільність, а його температура виходу досягає 800 °C, а також менше газоутворення, тому він відносно безпечніший. Саме тому, з міркувань безпеки, нові енергетичні автобуси зазвичай використовують літій-залізофосфатні акумулятори, тоді як нові енергетичні автобуси, що використовують потрійні літієві акумулятори, тимчасово не можуть бути включені до каталогу нових енергетичних транспортних засобів для просування та застосування.

Нещодавно два електромобілі Changan Auchan оснащені літій-залізо-фосфатними акумуляторами, що відрізняється від загальних автомобільних компаній, що спеціалізуються на легкових автомобілях. Дві моделі Changan Auchan - це позашляховик та мінівен. Сюн Цзевей, заступник генерального директора Дослідницького інституту Chang'an Auchan, сказав журналісту: «Це означає, що Auchan офіційно вступив в еру електромобілів після двох років зусиль».

Щодо причини використання літій-залізо-фосфатних акумуляторів, Сюн зазначив, що безпека транспортних засобів на нових джерелах енергії завжди була однією з «больових точок» користувачів, а також однією з найбільш стурбованих для підприємств. З огляду на це, літій-залізо-фосфатний акумулятор, встановлений на новому автомобілі, пройшов граничні випробування на випалювання при температурі понад 1300°C, витримку при низькій температурі –20°C, витримку в 3,5% розчині солі, вплив зовнішнього тиску 11 кН тощо, і досяг рівня безпеки акумулятора «чотири не боїться»: «не боїться спеки, не боїться холоду, не боїться води, не боїться ударів».

Згідно з повідомленнями, Changan Auchan x7ev оснащений синхронним двигуном з постійними магнітами максимальною потужністю 150 кВт, з пробігом понад 405 км та наддовгим акумулятором з 3000 циклічними зарядками. За нормальної температури достатньо лише півгодини, щоб досягти пробігу понад 300 км. «Фактично, завдяки наявності системи рекуперації енергії гальмування, запас ходу автомобіля може сягати близько 420 км у міських умовах», – додав Сюн.

Згідно з новим планом розвитку галузі енергетичних транспортних засобів (2021-2035) (проект для коментарів), опублікованим Міністерством промисловості та інформаційних технологій, продажі нових енергетичних транспортних засобів становитимуть близько 25% до 2025 року. Можна побачити, що частка нових енергетичних транспортних засобів продовжуватиме зростати в майбутньому. У цьому контексті, включаючи Chang'an Automobile, традиційні незалежні брендові підприємства з виробництва автомобілів, прискорюють формування ринку нових енергетичних транспортних засобів.