Budzić się! Gęstość energii wcale nie jest wadą akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych, są to jego prawdziwe wady!

Obecna walka o trasy akumulatorów zasilających odnosi się głównie do konkurencji między akumulatorami litowo-żelazowo-fosforanowymi a trójskładnikowymi akumulatorami litowymi.

Przed 2020 rokiem dostawy akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych stanowiły tylko połowę dostaw akumulatorów trójskładnikowych. W 2020 roku na rynek trafiły akumulatory ostrza BYD, a dostawy akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych stanowiły 41,4%, podczas gdy trójskładnikowe akumulatory litowe spadły do ​​58,1%. W 2021 roku udział akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych wyniesie aż 53%, przewyższając materiały trójskładnikowe.

Za 2023 lata zainstalowana pojemność baterii litowo-żelazowo-fosforanowych przewyższy trójskładnikowe baterie litowe. Od stycznia do września skumulowana moc zainstalowana baterii energetycznych w Chinach wyniosła 255,7 GWh, z czego skumulowana moc zainstalowana baterii litowych trójskładnikowych wyniosła 81,6 GWh, co stanowiło 31,9% całkowitej mocy zainstalowanej. Łączny zainstalowany wolumen akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych wynosi 173,8 GWh, co stanowi 68,0% całkowitego zainstalowanego wolumenu. Oprócz wzrostu sprzedaży BYD, coraz więcej firm samochodowych zaczyna instalować akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe.

Jeśli chodzi o zalety i wady akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych, wiele osób twierdzi, że są one tanie i bezpieczniejsze, ale mają niską gęstość energii. Co jeszcze? Już nie wiem.

Ale w rzeczywistości gęstość energii wcale nie jest uważana za wadę akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych, ponieważ jej gęstość energii jest już wystarczająca na tym etapie. Wcześniej powiedziano, że akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe nie są wystarczająco dobre. Jeśli chodzi o modele z najwyższej półki, BYD wypuściło także na rynek szereg modeli wyposażonych w akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe o zasięgu ponad 700 kilometrów, udowadniając, że gęstość energii nie jest już kluczem do ograniczania akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych.

Jakie są więc prawdziwe wady akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych?

Punkt pierwszy i najważniejszy jest to, że konsystencja ogniw akumulatorów z fosforanem litowo-żelazowym jest słaba.

Ze względu na sam materiał elektrody dodatniej i stabilność materiału elektrody dodatniej w elektrolicie podczas pracy, konsystencja akumulatora litowo-żelazowo-fosforanowego jest słaba. Doprowadzi to do tego, że działanie poszczególnych komórek będzie niespójne z innymi komórkami. Zła konsystencja powoduje wiele pytań:

Na przykład, jeśli chodzi o utratę pojemności, akumulator przypomina drewnianą beczkę. Pojemność najgorszego ogniwa w pewnym stopniu determinuje wydajność całego pakietu akumulatorów.

Na przykład, jeśli wystąpi problem z żywotnością, gdy pojawi się problem z pojemnością ogniwa akumulatora, spowoduje to za każdym razem całkowite rozładowanie ogniwa akumulatora, co skróci żywotność cyklu i ostatecznie doprowadzi do jego uszkodzenia osiągnięcie. Uszkodzenie ogniwa akumulatora powoduje uszkodzenie całego akumulatora. Będą problemy z grupą.

Innym przykładem są kwestie bezpieczeństwa. Wzrost rezystancji wewnętrznej poszczególnych ogniw spowoduje wzrost ciepła generowanego przez ogniwo, gdy przepływa przez nie ten sam prąd. Ciepło przyspieszy degradację ogniwa, tworząc błędne koło, które ostatecznie może prowadzić do niestabilności termicznej, a nawet samozapłonu.

Niektórzy twierdzą, że akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe są bezpieczniejsze, prawda? Tak, z punktu widzenia materiału rdzenia akumulatora, akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe są bezpieczniejsze, ponieważ pod względem materiałowym właściwości chemiczne są stosunkowo stabilne. W warunkach wysokiej temperatury wiązania PO w kryształach wewnątrz akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych są stabilne, więc nie tworzą silnych substancji utleniających. Dlatego nawet jeśli akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy zapali się samoistnie, rzadko wybucha nagle jak trójskładnikowy akumulator litowy, trzaskając jak petardy i pokrywając cały pojazd ogniem.

Jednak bezpieczeństwo akumulatorów jest również związane z konstrukcją, rozpraszaniem ciepła, rozmieszczeniem itp. systemu zarządzania akumulatorami BMS, a problemy ze spójnością akumulatorów zwiększą ryzyko samozapłonu.

Ze względu na problem konsystencji akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych zaleca się pełne ładowanie akumulatora co najmniej raz w tygodniu. Po pełnym naładowaniu pozwól mu ładować się przez 3 do 6 minut, a następnie użyj wolnego ładowania, aby w pełni naładować. W rzeczywistości wiele pojazdów elektrycznych wyposażonych w akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe ma tę informację w instrukcji. Jest to wyraźnie powiedziane.

Po drugie, moc szybkiego ładowania jest niższa niż w przypadku trójskładnikowych baterii litowych.

Jak widać, większość akumulatorów stosowanych w wysokiej klasy pojazdach elektrycznych dostępnych na rynku to trójskładnikowe akumulatory litowe. Dzieje się tak głównie ze względu na wydajność ładowania i rozładowywania.

Dzieje się tak głównie dlatego, że tlenek litu, kobaltu i manganian litu mają dwuwymiarową strukturę warstwową, a zakres ruchu jonów litu jest dwuwymiarowy; podczas gdy akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe mogą poruszać się tylko w jednym wymiarze, więc ich przewodność nie jest dobra.

Ogólnie rzecz biorąc, maksymalna szybkość ładowania akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych nie przekracza 2C (akumulator energetyczny). Najwyższa temperatura BYD to tylko 3°C. Doładowany akumulator Shenxing firmy CATL może osiągnąć temperaturę ładowania 4°C i jest również uważany w branży za akumulator globalny. Jest to pierwszy akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy w Chinach, który może osiągnąć przeładowanie do temperatury 4°C, ale nie został on jeszcze wyprodukowany masowo i wprowadzony na rynek.

Maksymalna moc ładowania stosu superładowania A480 firmy GAC Aian może osiągnąć 480 kW, co odpowiada szybkiemu ładowaniu 6C. Pod względem wydajności szybkiego ładowania istnieje wyraźna przepaść pomiędzy akumulatorami litowo-żelazowo-fosforanowymi a trójskładnikowymi akumulatorami litowymi.

Trzeci punkt to wydajność w niskich temperaturach. Wydajność ładowania i rozładowywania akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych jest słaba w niskich temperaturach.

Materiałem katody akumulatora litowo-żelazowo-fosforanowego jest fosforan litowo-żelazowy. Materiał ten powoduje, że wydajność ładowania i rozładowywania akumulatora litowo-żelazowo-fosforanowego jest słaba w niskich temperaturach, co znajduje odzwierciedlenie głównie w wydajności ładowania i pojemności akumulatora. Dlatego w przypadku fosforanu litowo-żelazowego wyposażonego w samochody zasilane akumulatorowo zarządzanie termiczne jest bardzo ważne, a zarządzanie termiczne w niskiej temperaturze jest bardziej krytyczne w przypadku fosforanu litowo-żelazowego niż trójskładnikowego.

Następnie ktoś zapytał, dlaczego niektóre modele wykorzystujące akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe mają wyższą wytrzymałość w zimie? Na przykład wydajność akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych w niskich temperaturach wynosi pierwotnie 60 punktów, a potrójnego akumulatora litowego wynosi 70 punktów. Jeśli zarządzanie ciepłem zostanie wykonane dobrze, wydajność akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych w niskich temperaturach może osiągnąć 80, a nawet 85 punktów. Może mieć dłuższą żywotność baterii niskotemperaturowych niż trójskładnikowe baterie litowe, ale stawia wysokie wymagania systemowi zarządzania ciepłem, a firmy samochodowe muszą ponosić za to wyższe koszty.

Oczywiście wszyscy znamy zalety akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych, w tym niższy koszt, lepszą stabilność termiczną, dłuższą żywotność itp. Podsumowując, akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe nie mogą jeszcze zastąpić trójskładnikowych akumulatorów litowych w modelach z najwyższej półki, ale w przypadku średnich - w przypadku modeli z niższej półki dobrym wyborem są akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe.