01 – litíumjárnfosfat sýnir hækkandi þróun

Litíumrafhlöður hafa kosti eins og smæð, léttleika, hraðhleðslu og endingu. Þetta má sjá í farsímarafhlöðum og bílarafhlöðum. Meðal þeirra eru litíumjárnfosfatrafhlöður og þríþættar rafhlöður tvær helstu greinar litíumrafhlöðu eins og er.

Til að uppfylla öryggiskröfur hefur litíum-járnfosfat rafhlöður með ódýrari, tiltölulega fullkomnari og öruggari vörutækni verið notaðar í auknum mæli á sviði fólksbíla og sérhæfðra ökutækja. Þríþættar litíum-járnfosfat rafhlöður með hærri sértækri orku eru mikið notaðar á sviði fólksbíla. Samkvæmt nýjum tilkynningum hefur hlutfall litíum-járnfosfat rafhlöðu í fólksbílum aukist úr innan við 20% áður í um 30%.

Litíumjárnfosfat (LiFePO4) er eitt af algengustu katóðuefnunum fyrir litíumjónarafhlöður. Það hefur góðan hitastöðugleika, minni rakaupptöku og framúrskarandi afköst í hleðslu- og úthleðsluhringrás við fullhleðslu. Það er áhersla rannsókna, framleiðslu og þróunar á sviði litíumjónarafhlöður fyrir orku og orkugeymslu. Hins vegar, vegna takmarkana á eigin uppbyggingu, hefur litíumjónarafhlöður með litíumjárnfosfat sem jákvæða efni lélega leiðni, hægan dreifingarhraða litíumjóna og lélega úthleðslu við lágt hitastig. Þetta leiðir til lítillar aksturslengdar fyrstu ökutækja sem voru búin litíumjárnfosfatrafhlöðum, sérstaklega við lágt hitastig.

Til að sækjast eftir byltingu í akstursnýtingu, sérstaklega eftir að niðurgreiðslustefna nýrra orkutækja setti fram meiri kröfur um akstursnýtingu, orkuþéttleika, orkunotkun og aðra þætti, þótt litíum-járnfosfat rafhlöður hafi náð fyrri markaði, hafa þríhyrningslaga litíum rafhlöður með hærri orkuþéttleika smám saman orðið aðalstraumur á markaði nýrra orkutækja fyrir fólksbíla. Af nýjustu tilkynningunni má sjá að þó að hlutfall litíum-járnfosfat rafhlöðu á sviði fólksbíla hafi aukist aftur, er hlutfall þríhyrningslaga litíum rafhlöðu enn um 70%.

02 – öryggi er stærsti kosturinn

Nikkel-kóbalt ál eða nikkel-kóbalt mangan eru almennt notuð sem anóðuefni fyrir þríþættar litíum rafhlöður, en mikil virkni efnanna hefur ekki aðeins í för með sér mikla orkuþéttleika heldur einnig mikla öryggisáhættu. Ófullnægjandi tölfræði sýnir að árið 2019 voru sjálfskveikjuslys í nýjum orkugjöfum 14 sinnum fleiri en árið 2018, og vörumerki eins og Tesla, Weilai, BAIC og Weima hafa ítrekað orðið fyrir sjálfskveikjuslysum.

Af slysinu má sjá að eldurinn kemur aðallega upp í hleðsluferlinu eða rétt eftir hleðslu, því hitastig rafhlöðunnar hækkar við langtímanotkun. Þegar hitastig þríhyrningslaga litíumrafhlöðu er yfir 200°C er auðvelt að brotna niður jákvæða efnið og oxunarviðbrögðin leiða til hraðrar hitaupphlaups og ofsafengins bruna. Ólivínbygging litíumjárnfosfats veldur mikilli hitastöðugleika og hitaupphlaupshitastig þess nær 800°C og minni gasframleiðslu, þannig að það er tiltölulega öruggara. Þess vegna nota nýir orkubílar almennt litíumjárnfosfatrafhlöður, byggt á öryggissjónarmiðum, en nýir orkubílar sem nota þríhyrningslaga litíumrafhlöður geta tímabundið ekki verið kynntir og notaðir í nýjum orkubílum.

Nýlega hafa tvær rafknúnar ökutæki frá Changan Auchan tekið í notkun litíum-járnfosfat rafhlöður, sem er frábrugðið almennum bílaframleiðendum sem einbeita sér að fólksbílum. Changan Auchan býður upp á tvær gerðir: jeppa og fjölnotabíla. Xiong zewei, aðstoðarframkvæmdastjóri rannsóknarstofnunar Chang'an Auchan, sagði við blaðamann: „Þetta markar að Auchan hefur formlega gengið inn í tíma raforkuframleiðslu eftir tveggja ára viðleitni.“

Hvað varðar notkun litíum-járnfosfat rafhlöðu sagði Xiong að öryggi nýrra orkugjafa hefði alltaf verið einn af „sársaukapunktum“ notenda og einnig sá sem fyrirtæki hafa mestar áhyggjur af. Í ljósi þessa hefur litíum-járnfosfat rafhlöðupakkinn sem nýi bíllinn notar staðist viðmiðunarprófanir sem fela í sér yfir 1300°C logabökun, -20°C lághitaþol, 3,5% saltlausn, 11 kn ytri þrýstingsáhrif o.s.frv. og náð „fjórir óhræddir“ rafhlöðuöryggislausnir: „óhræddir við hita, óhræddir við kulda, óhræddir við vatn, óhræddir við högg“.

Samkvæmt fréttum er Changan Auchan x7ev búinn samstilltum mótor með varanlegum segulmótor með hámarksafli upp á 150 kW, sem nær meira en 405 km akstri og rafhlöðu með afar langri endingu sem endist 3000 sinnum í hringrásarhleðslu. Við eðlilegt hitastig tekur það aðeins hálftíma að bæta við akstri upp á meira en 300 km. „Reyndar, vegna þess að bremsuorkuendurheimtarkerfi er til staðar, getur endingartími ökutækisins náð um 420 km í þéttbýli,“ bætti Xiong við.

Samkvæmt nýrri þróunaráætlun fyrir orkunotkunarökutækjaiðnaðinn (2021-2035) (drög til athugasemda) sem iðnaðar- og upplýsingatækniráðuneytið gaf út, mun sala nýrra orkunotkunarökutækja nema um 25% árið 2025. Það má sjá að hlutfall nýrra orkunotkunarökutækja mun halda áfram að aukast í framtíðinni. Í þessu samhengi eru hefðbundin sjálfstæð ökutækjafyrirtæki, þar á meðal Chang'an Automobile, að flýta fyrir uppbyggingu markaðarins fyrir nýja orkunotkunarökutækja.