01 – lítium-železitý fosforečnan vykazuje rastúci trend

Lítiová batéria má výhody malej veľkosti, nízkej hmotnosti, rýchleho nabíjania a odolnosti. To možno vidieť na batériách mobilných telefónov a automobilových batériách. Medzi nimi sú v súčasnosti dve hlavné odvetvia lítiových batérií lítium-železito-fosfátové batérie a ternárne batérie.

Z bezpečnostných dôvodov sa v oblasti osobných automobilov a vozidiel na špeciálne účely vo väčšej miere používajú lítium-železo-fosfátové batérie s nižšími nákladmi, relatívne vyspelejšou a bezpečnejšou produktovou technológiou. Ternárna lítium-fosfátová batéria s vyššou špecifickou energiou sa široko používa v oblasti osobných automobilov. V novej sérii oznámení sa podiel lítium-železo-fosfátových batérií v oblasti osobných vozidiel zvýšil z menej ako 20 % na približne 30 %.

Lítium-železitý fosfát (LiFePO4) je jeden z bežne používaných katódových materiálov pre lítium-iónové batérie. Má dobrú tepelnú stabilitu, menšiu absorpciu vlhkosti a vynikajúci výkon pri cykle nabíjania a vybíjania v plne nabitom stave. Je predmetom výskumu, výroby a vývoja v oblasti lítium-iónových batérií na výrobu energie a skladovanie energie. Avšak kvôli obmedzeniam svojej vlastnej štruktúry má lítium-iónová batéria s lítium-železitým fosfátom ako kladným materiálom nízku vodivosť, pomalú rýchlosť difúzie lítium-iónov a slabý výkon pri vybíjaní pri nízkych teplotách. To má za následok nízky počet najazdených kilometrov skorých vozidiel vybavených lítium-železitým fosfátom, najmä pri nízkych teplotách.

V snahe o prelom v oblasti životnosti vozidiel, najmä po zavedení dotačných opatrení pre vozidlá s novými zdrojmi energie, ktoré stanovili vyššie požiadavky na životnosť vozidiel, hustotu energie, spotrebu energie a ďalšie aspekty, sa ternárne lítium-železitophosfátové batérie síce skôr ujali trhu, ale postupne sa stali hlavným prúdom na trhu s osobnými vozidlami s novými zdrojmi energie. Z najnovších oznámení vyplýva, že hoci sa podiel lítium-železitophosfátových batérií v oblasti osobných vozidiel opäť zvýšil, podiel lítium-železitophosfátových ternárnych batérií je stále okolo 70 %.

02 – bezpečnosť je najväčšou výhodou

Nikelko-kobalt-hliník alebo nikelkobalt-mangán sa všeobecne používajú ako anódové materiály pre ternárne lítiové batérie, ale vysoká aktivita týchto materiálov prináša nielen vysokú energetickú hustotu, ale aj vysoké bezpečnostné riziká. Neúplné štatistiky ukazujú, že v roku 2019 bol počet nehôd so samovznietením vozidiel s novými energetickými zdrojmi 14-krát vyšší ako v roku 2018 a značky ako Tesla, Weilai, BAIC a Weima postupne zaznamenali nehody so samovznietením.

Z nehody je zrejmé, že k požiaru dochádza najmä počas procesu nabíjania alebo tesne po nabíjaní, pretože teplota batérie počas dlhodobej prevádzky stúpa. Keď teplota ternárnej lítiovej batérie prekročí 200 °C, kladný materiál sa ľahko rozkladá a oxidačná reakcia vedie k rýchlemu tepelnému úniku a prudkému spaľovaniu. Olivínová štruktúra fosforečnanu lítium-železitého zaisťuje vysokú teplotnú stabilitu a jeho teplota úniku dosahuje 800 °C a produkuje menej plynu, takže je relatívne bezpečnejší. To je tiež dôvod, prečo z bezpečnostných dôvodov nové energetické autobusy vo všeobecnosti používajú lítium-železité fosfátové batérie, zatiaľ čo nové energetické autobusy používajúce ternárne lítiové batérie dočasne nemôžu byť zaradené do katalógu nových energetických vozidiel na propagáciu a použitie.

Nedávno dva elektrické vozidlá spoločnosti Changan Auchan začali používať lítium-železitophosfátové batérie, ktoré sa líšia od bežných automobilových spoločností zameraných na autá. Dva modely spoločnosti Changan Auchan sú SUV a MPV. Xiong zewei, zástupca generálneho riaditeľa výskumného ústavu Chang'an Auchan, novinárovi povedal: „Toto znamená, že Auchan po dvoch rokoch úsilia oficiálne vstúpil do éry elektrickej energie.“

Pokiaľ ide o dôvody používania lítium-železito-fosfátových batérií, Xiong uviedol, že bezpečnosť vozidiel na novú energiu bola vždy jedným z „bolestných bodov“ používateľov a tiež jedným z najzávažnejších problémov podnikov. Vzhľadom na to lítium-železito-fosfátová batéria v novom vozidle úspešne absolvovala limitný test vypaľovania plameňom pri teplote nad 1300 °C, státia pri nízkej teplote –20 °C, státia v 3,5 % soľnom roztoku, nárazu vonkajšieho tlaku 11 kn atď. a dosiahla bezpečnostné riešenie „štyri nebojácne“, teda „nebojí sa tepla, nebojí sa chladu, nebojí sa vody, nebojí sa nárazov“.

Podľa správ je Changan Auchan x7ev vybavený synchrónnym motorom s permanentnými magnetmi s maximálnym výkonom 150 kW, s dojazdom viac ako 405 km a super dlhou výdržou batérie s 3 000-násobným cyklickým nabitím. Pri normálnej teplote trvá iba pol hodiny, kým sa dojazd vyšplhá na viac ako 300 km. „V skutočnosti vďaka existencii systému rekuperácie brzdnej energie môže výdrž vozidla v mestských podmienkach dosiahnuť približne 420 km,“ dodal Xiong.

Podľa nového plánu rozvoja odvetvia energetických vozidiel (2021 – 2035) (návrh na pripomienkovanie), ktorý vydalo Ministerstvo priemyslu a informačných technológií, bude predaj nových energetických vozidiel do roku 2025 predstavovať približne 25 %. Je zrejmé, že podiel nových energetických vozidiel bude v budúcnosti naďalej rásť. V tejto súvislosti tradičné nezávislé značkové automobilové spoločnosti vrátane spoločnosti Chang'an Automobile zrýchľujú formovanie trhu s novými energetickými vozidlami.