01 – a lítium-vas-foszfát növekvő tendenciát mutat

A lítium akkumulátor előnyei közé tartozik a kis méret, a könnyű súly, a gyors töltés és a tartósság. Ez megfigyelhető a mobiltelefon-akkumulátorokban és az autóakkumulátorokban is. Jelenleg a lítium-vas-foszfát akkumulátor és a háromkomponensű akkumulátor a lítium akkumulátorok két fő ága.

A biztonsági követelmények teljesítése érdekében a személygépkocsik és a speciális célú járművek területén nagyobb arányban alkalmaznak olcsóbb, viszonylag kiforrottabb és biztonságosabb gyártástechnológiájú lítium-vas-foszfát akkumulátorokat. A nagyobb fajlagos energiájú háromkomponensű lítium akkumulátorokat széles körben használják a személygépkocsik területén. Egy új bejelentés szerint a lítium-vas-foszfát akkumulátorok aránya a személygépkocsik területén a korábbi 20% alatti értékről körülbelül 30%-ra nőtt.

A lítium-vas-foszfát (LiFePO4) az egyik leggyakrabban használt katódanyag lítium-ion akkumulátorokhoz. Jó hőstabilitással, alacsony nedvességfelvétellel és kiváló töltési-kisütési ciklusteljesítménnyel rendelkezik teljesen feltöltött állapotban. A lítium-ion akkumulátorok energia- és energiatároló kutatásának, gyártásának és fejlesztésének középpontjában áll. Saját szerkezeti korlátai miatt azonban a lítium-vas-foszfát pozitív anyagú lítium-ion akkumulátor gyenge vezetőképességgel, lassú lítium-ion diffúziós sebességgel és gyenge kisütési teljesítménnyel rendelkezik alacsony hőmérsékleten. Ez a lítium-vas-foszfát akkumulátorral felszerelt korai járművek alacsony futásteljesítményéhez vezetett, különösen alacsony hőmérsékleti körülmények között.

A tartós futásteljesítmény áttörésének elérése érdekében, különösen azután, hogy az új energiahordozójú járművek támogatási politikája magasabb követelményeket támasztott a járművek tartós futásteljesítményével, energiasűrűségével, energiafogyasztásával és egyéb szempontjaival szemben, bár a lítium-vas-foszfát akkumulátorok korábban kerültek piacra, a nagyobb energiasűrűségű háromkomponensű lítium akkumulátorok fokozatosan az új energiahordozójú személygépkocsi-piac főáramává váltak. A legfrissebb bejelentésből látható, hogy bár a lítium-vas-foszfát akkumulátorok aránya a személygépkocsik területén helyreállt, a lítium háromkomponensű akkumulátorok aránya továbbra is körülbelül 70%.

02 – a biztonság a legnagyobb előny

A nikkel-kobalt-alumíniumot vagy nikkel-kobalt-mangánt általában anódanyagként használják a háromkomponensű lítium akkumulátorokban, de az anyagok nagy aktivitása nemcsak nagy energiasűrűséget, hanem magas biztonsági kockázatot is jelent. A hiányos statisztikák azt mutatják, hogy 2019-ben az új energiahordozókkal működő járművek öngyulladási baleseteinek számát 14-szer többen említették, mint 2018-ban, és olyan márkák, mint a Tesla, a Weilai, a BAIC és a Weima, egymás után öngyulladási baleseteket követtek el.

A balesetből látható, hogy a tűz főként a töltési folyamat során, vagy közvetlenül a töltés után keletkezik, mivel az akkumulátor hőmérséklete hosszú távú működés során megemelkedik. Amikor a háromkomponensű lítium akkumulátor hőmérséklete meghaladja a 200 °C-ot, a pozitív anyag könnyen bomlik, és az oxidációs reakció gyors hőmegfutáshoz és heves égéshez vezet. A lítium-vas-foszfát olivin szerkezete magas hőmérsékleti stabilitást biztosít, megfutási hőmérséklete eléri a 800 °C-ot, és kevesebb gázt termel, így viszonylag biztonságosabb. Ez az oka annak is, hogy biztonsági megfontolások alapján az új energiabuszok általában lítium-vas-foszfát akkumulátorokat használnak, míg a háromkomponensű lítium akkumulátorokat használó új energiabuszok átmenetileg nem tudnak bekerülni az új energiahordozók katalógusába promóció és alkalmazás céljából.

A Changan Auchan két elektromos járművében is lítium-vas-foszfát akkumulátort alkalmaztak, ami eltér az autókra szakosodott általános járműgyártó vállalatoktól. A Changan Auchan két modellje a SUV és az MPV. Xiong zewei, a Chang'an Auchan Kutatóintézet vezérigazgató-helyettese a riporternek elmondta: „Ez azt jelzi, hogy az Auchan két évnyi erőfeszítés után hivatalosan is belépett az elektromos energia korszakába.”

A lítium-vas-foszfát akkumulátorok használatának okát illetően Xiong elmondta, hogy az új energiahordozókkal működő járművek biztonsága mindig is a felhasználók egyik „fájdalompontja”, és a vállalatok számára is aggodalomra adott okot. Ezt figyelembe véve az új autóban található lítium-vas-foszfát akkumulátorcsomag teljesítette az 1300 °C feletti lángkefélés, a –20 °C alacsony hőmérsékleten történő állás, a 3,5%-os sóoldatban való állás, a 11 kN külső nyomás-ütés stb. határérték-tesztjét, és elérte a „négyszeres biztonság” akkumulátorbiztonsági megoldást: „nem fél a hőtől, nem fél a hidegtől, nem fél a víztől, nem fél az ütésektől”.

A jelentések szerint a Changan Auchan x7ev egy 150 kW maximális teljesítményű, állandó mágneses szinkronmotorral van felszerelve, amely több mint 405 km-es futásteljesítményt, valamint egy szuperhosszú élettartamú akkumulátorral rendelkezik, amely 3000 ciklusos töltést tesz lehetővé. Normál hőmérsékleten mindössze fél óra alatt pótolja a több mint 300 km-es futásteljesítményt. „Valójában a fékezési energia-visszanyerő rendszer meglétének köszönhetően a jármű hatótávolsága városi üzemi körülmények között elérheti a 420 km-t” – tette hozzá Xiong.

Az Ipari és Információtechnológiai Minisztérium által kiadott új energiahordozó-iparfejlesztési terv (2021-2035) (Véleményezési tervezet) szerint az új energiahordozó-eladások 2025-re körülbelül 25%-ot fognak kitenni. Látható, hogy az új energiahordozók aránya a jövőben is tovább fog növekedni. Ebben az összefüggésben a hagyományos, független márkájú járműgyártó vállalatok, beleértve a Chang'an Automobile-t is, felgyorsítják az új energiahordozó-piac elrendezését.