01 – το φωσφορικό λίθιο σιδήρου παρουσιάζει ανοδική τάση

Οι μπαταρίες λιθίου έχουν τα πλεονεκτήματα του μικρού μεγέθους, του ελαφρού βάρους, της γρήγορης φόρτισης και της ανθεκτικότητας. Αυτό μπορεί να φανεί από τις μπαταρίες κινητών τηλεφώνων και τις μπαταρίες αυτοκινήτων. Μεταξύ αυτών, οι μπαταρίες λιθίου φωσφορικού σιδήρου και οι τριαδικές μπαταρίες αποτελούν δύο κύριους κλάδους των μπαταριών λιθίου σήμερα.

Για τις απαιτήσεις ασφαλείας, στον τομέα των επιβατικών αυτοκινήτων και των οχημάτων ειδικής χρήσης, η μπαταρία λιθίου-φωσφορικού σιδήρου με χαμηλότερο κόστος, σχετικά πιο ώριμη και ασφαλή τεχνολογία προϊόντων έχει χρησιμοποιηθεί σε υψηλότερο ποσοστό. Η τριαδική μπαταρία λιθίου με υψηλότερη ειδική ενέργεια χρησιμοποιείται ευρέως στον τομέα των επιβατικών αυτοκινήτων. Σε μια νέα σειρά ανακοινώσεων, το ποσοστό των μπαταριών λιθίου-φωσφορικού σιδήρου στον τομέα των επιβατικών οχημάτων έχει αυξηθεί από λιγότερο από 20% πριν σε περίπου 30%.

Το φωσφορικό λίθιο-σιδήρου (LiFePO4) είναι ένα από τα συνήθως χρησιμοποιούμενα υλικά καθόδου για μπαταρίες ιόντων λιθίου. Έχει καλή θερμική σταθερότητα, μικρότερη απορρόφηση υγρασίας και εξαιρετική απόδοση κύκλου εκφόρτισης φόρτισης σε πλήρως φορτισμένη κατάσταση. Αποτελεί το επίκεντρο της έρευνας, της παραγωγής και της ανάπτυξης στον τομέα των μπαταριών ιόντων λιθίου με ισχύ και αποθήκευση ενέργειας. Ωστόσο, λόγω του περιορισμού της ίδιας της δομής της, η μπαταρία ιόντων λιθίου με φωσφορικό λίθιο-σιδήρου ως θετικό υλικό έχει κακή αγωγιμότητα, αργό ρυθμό διάχυσης ιόντων λιθίου και κακή απόδοση εκφόρτισης σε χαμηλή θερμοκρασία. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη χαμηλή χιλιομετρική απόδοση των πρώτων οχημάτων που ήταν εξοπλισμένα με μπαταρία φωσφορικού λιθίου-σιδήρου, ειδικά σε συνθήκες χαμηλής θερμοκρασίας.

Προκειμένου να επιδιωχθεί η σημαντική ανακάλυψη της χιλιομετρικής αντοχής, ειδικά μετά την πολιτική επιδότησης των νέων ενεργειακών οχημάτων που έθεσε υψηλότερες απαιτήσεις για την χιλιομετρική αντοχή των οχημάτων, την ενεργειακή πυκνότητα, την κατανάλωση ενέργειας και άλλες πτυχές, αν και η μπαταρία λιθίου-σιδήρου-φωσφορικού καταλαμβάνει την αγορά νωρίτερα, η τριαδική μπαταρία λιθίου με υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα έχει σταδιακά γίνει το κύριο ρεύμα της αγοράς νέων ενεργειακών επιβατικών οχημάτων. Από την τελευταία ανακοίνωση φαίνεται ότι, αν και το ποσοστό της μπαταρίας λιθίου-σιδήρου-φωσφορικού στον τομέα των επιβατικών οχημάτων έχει ανακάμψει, το ποσοστό της τριαδικής μπαταρίας λιθίου εξακολουθεί να είναι περίπου 70%.

02 – η ασφάλεια είναι το μεγαλύτερο πλεονέκτημα

Το νικέλιο-κοβάλτιο-αλουμινίου ή το νικέλιο-κοβάλτιο-μαγγάνιο χρησιμοποιούνται γενικά ως υλικά ανόδου για τριαδικές μπαταρίες λιθίου, αλλά η υψηλή δραστικότητα των υλικών όχι μόνο φέρνει υψηλή ενεργειακή πυκνότητα, αλλά και υψηλούς κινδύνους για την ασφάλεια. Ελλιπή στατιστικά στοιχεία δείχνουν ότι το 2019, ο αριθμός των ατυχημάτων αυτοανάφλεξης σε οχήματα νέας ενέργειας αναφέρθηκε 14 φορές περισσότερος από ό,τι το 2018, και μάρκες όπως οι Tesla, Weilai, BAIC και Weima έχουν διαδοχικά εκδηλώσει ατυχήματα αυτοανάφλεξης.

Από το ατύχημα μπορεί να φανεί ότι η πυρκαγιά εμφανίζεται κυρίως κατά τη διαδικασία φόρτισης ή αμέσως μετά τη φόρτιση, επειδή η θερμοκρασία της μπαταρίας αυξάνεται κατά τη διάρκεια μακροχρόνιας λειτουργίας. Όταν η θερμοκρασία της τριαδικής μπαταρίας λιθίου είναι πάνω από 200 °C, το θετικό υλικό αποσυντίθεται εύκολα και η αντίδραση οξείδωσης οδηγεί σε ταχεία θερμική διαφυγή και βίαιη καύση. Η δομή ολιβίνης του φωσφορικού σιδήρου λιθίου επιφέρει σταθερότητα σε υψηλή θερμοκρασία και η θερμοκρασία διαφυγής του φτάνει τους 800 °C και λιγότερη παραγωγή αερίου, επομένως είναι σχετικά ασφαλέστερη. Αυτός είναι επίσης ο λόγος για τον οποίο, με βάση τις παραμέτρους ασφαλείας, τα νέα ενεργειακά λεωφορεία χρησιμοποιούν γενικά μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου, ενώ τα νέα ενεργειακά λεωφορεία που χρησιμοποιούν τριαδικές μπαταρίες λιθίου δεν μπορούν προσωρινά να εισέλθουν στον κατάλογο των νέων ενεργειακών οχημάτων για προώθηση και εφαρμογή.

Πρόσφατα, δύο ηλεκτρικά οχήματα της Changan Auchan υιοθέτησαν μπαταρία λιθίου-φωσφορικού σιδήρου, η οποία διαφέρει από τις γενικές εταιρείες οχημάτων που επικεντρώνονται στα αυτοκίνητα. Τα δύο μοντέλα της Changan Auchan είναι SUV και MPV. Ο Xiong Zewei, αναπληρωτής γενικός διευθυντής του Ινστιτούτου Έρευνας Chang'an Auchan, δήλωσε στον δημοσιογράφο: «Αυτό σηματοδοτεί ότι η Auchan έχει εισέλθει επίσημα στην εποχή της ηλεκτρικής ενέργειας μετά από δύο χρόνια προσπαθειών».

Όσον αφορά τον λόγο χρήσης της μπαταρίας λιθίου-φωσφορικού σιδήρου, ο Xiong δήλωσε ότι η ασφάλεια των οχημάτων νέας ενέργειας ήταν ανέκαθεν ένα από τα «σημεία πόνου» των χρηστών, αλλά και το πιο ανησυχητικό για τις επιχειρήσεις. Λαμβάνοντας αυτό υπόψη, η μπαταρία λιθίου-φωσφορικού σιδήρου που μεταφέρεται από το νέο αυτοκίνητο ολοκλήρωσε τη δοκιμή ορίου ψησίματος με φλόγα άνω των 1300 °C, παραμονής σε χαμηλή θερμοκρασία -20 °C, παραμονής σε διάλυμα αλατιού 3,5%, κρούσης εξωτερικής πίεσης 11 kn κ.λπ., και πέτυχε τη λύση ασφάλειας μπαταρίας «τέσσερις φορές χωρίς φόβο» «δεν φοβάται τη θερμότητα, δεν φοβάται το κρύο, δεν φοβάται το νερό, δεν φοβάται την πρόσκρουση».

Σύμφωνα με αναφορές, το Changan Auchan x7ev είναι εξοπλισμένο με έναν σύγχρονο κινητήρα μόνιμου μαγνήτη μέγιστης ισχύος 150KW, με αυτονομία άνω των 405 χλμ. και μια μπαταρία εξαιρετικά μεγάλης διάρκειας ζωής με 3000 φορές κυκλική φόρτιση. Σε κανονική θερμοκρασία, χρειάζεται μόνο μισή ώρα για να συμπληρωθεί η αυτονομία άνω των 300 χλμ. «Στην πραγματικότητα, λόγω της ύπαρξης συστήματος ανάκτησης ενέργειας πέδησης, η αυτονομία του οχήματος μπορεί να φτάσει περίπου τα 420 χλμ. σε αστικές συνθήκες εργασίας», πρόσθεσε ο Xiong.

Σύμφωνα με το σχέδιο ανάπτυξης της βιομηχανίας νέων ενεργειακών οχημάτων (2021-2035) (Σχέδιο για σχόλια) που εκδόθηκε από το Υπουργείο Βιομηχανίας και Τεχνολογίας Πληροφοριών, οι πωλήσεις νέων ενεργειακών οχημάτων θα αντιπροσωπεύουν περίπου το 25% έως το 2025. Διαπιστώνεται ότι το ποσοστό των νέων ενεργειακών οχημάτων θα συνεχίσει να αυξάνεται στο μέλλον. Σε αυτό το πλαίσιο, συμπεριλαμβανομένης της Chang'an Automobile, οι παραδοσιακές ανεξάρτητες επιχειρήσεις οχημάτων επιταχύνουν τη διαμόρφωση της αγοράς νέων ενεργειακών οχημάτων.