01 – fosforečnan lithno-železitý vykazuje rostoucí trend

Lithiová baterie má výhody malých rozměrů, nízké hmotnosti, rychlého nabíjení a odolnosti. To lze vidět u baterií mobilních telefonů a automobilových baterií. Mezi nimi jsou v současnosti dvě hlavní odvětví lithiových baterií lithium-železito-fosfátové baterie a ternární baterie.

Z bezpečnostních důvodů se v oblasti osobních automobilů a speciálních vozidel ve větší míře používají lithium-železitophosfátové baterie s nižšími náklady, relativně vyspělejší a bezpečnější technologií. Ternární lithium-železitophosfátové baterie s vyšší měrnou energií se široce používají v oblasti osobních automobilů. V nové sérii oznámení se podíl lithium-železitophosfátových baterií v oblasti osobních vozidel zvýšil z dříve necelých 20 % na přibližně 30 %.

Lithium-železitý fosforečnan (LiFePO4) je jedním z běžně používaných katodových materiálů pro lithium-iontové baterie. Má dobrou tepelnou stabilitu, menší absorpci vlhkosti a vynikající výkon při nabíjení a vybíjení za plně nabitého stavu. Je předmětem výzkumu, výroby a vývoje v oblasti lithium-iontových baterií pro napájení a ukládání energie. Vzhledem k omezením své vlastní struktury však lithium-iontové baterie s lithium-železitým fosforečnanem jako kladným materiálem mají nízkou vodivost, pomalou rychlost difúze lithium-iontů a špatný vybíjecí výkon při nízkých teplotách. To má za následek nízký počet najetých kilometrů u raných vozidel vybavených lithium-železitým fosforečnanem, zejména za nízkých teplot.

Ve snaze o průlom v oblasti životnosti vozidel, zejména poté, co politika dotací pro vozidla s novými zdroji energie stanovila vyšší požadavky na životnost vozidel, hustotu energie, spotřebu energie a další aspekty, se ternární lithiové baterie s vyšší hustotou energie, ačkoli se na trhu dříve objevily, postupně staly hlavním proudem na trhu s osobními vozidly s novými zdroji energie. Z nejnovějších oznámení vyplývá, že ačkoli se podíl lithium-železo-fosfátových baterií v oblasti osobních vozidel vrátil, podíl ternárních lithiových baterií je stále asi 70 %.

02 – bezpečnost je největší výhodou

Niklkobalt-hliník nebo niklkobalt-mangan se obecně používají jako anodové materiály pro ternární lithiové baterie, ale vysoká aktivita těchto materiálů s sebou nese nejen vysokou energetickou hustotu, ale také vysoká bezpečnostní rizika. Neúplné statistiky ukazují, že v roce 2019 byl počet nehod se samovznícením vozidel na nové zdroje energie zmíněn 14krát častěji než v roce 2018 a značky jako Tesla, Weilai, BAIC a Weima postupně zaznamenaly nehody se samovznícením.

Z nehody je patrné, že k požáru dochází hlavně během procesu nabíjení nebo těsně po nabíjení, protože teplota baterie se během dlouhodobého provozu zvyšuje. Pokud teplota ternární lithiové baterie překročí 200 °C, kladný materiál se snadno rozkládá a oxidační reakce vede k rychlému tepelnému úniku a prudkému hoření. Olivinová struktura lithium-železité fosforečnanu zajišťuje vysokou teplotní stabilitu a její teplota úniku dosahuje 800 °C a produkuje méně plynu, takže je relativně bezpečnější. To je také důvod, proč z bezpečnostních důvodů nové energetické autobusy obecně používají lithium-železité fosfátové baterie, zatímco nové energetické autobusy s ternárními lithiovými bateriemi dočasně nemohou být zařazeny do katalogu vozidel s novou energií pro propagaci a použití.

Nedávno dva elektromobily společnosti Changan Auchan začaly používat lithium-železitophosfátové baterie, což se liší od běžných automobilových společností zaměřených na osobní automobily. Dva modely společnosti Changan Auchan jsou SUV a MPV. Xiong zewei, zástupce generálního ředitele výzkumného ústavu Chang'an Auchan, novináři řekl: „To znamená, že Auchan po dvou letech úsilí oficiálně vstoupil do éry elektrické energie.“

Pokud jde o důvody použití lithium-železitophosfátových baterií, Xiong uvedl, že bezpečnost vozidel na novou energii byla vždy jedním z „bolestných bodů“ uživatelů a také jedním z nejzávažnějších problémů podniků. S ohledem na to lithium-železitophosfátová baterie v novém voze prošla limitním testem vypalování plamenem při teplotách přes 1300 °C, stání při nízkých teplotách –20 °C, stání v 3,5% solném roztoku, nárazu vnějším tlaku 11 kn atd. a dosáhla bezpečnostního řešení „čtyři nebojácné“ baterie „nebojí se tepla, nebojí se chladu, nebojí se vody, nebojí se nárazu“.

Podle zpráv je Changan Auchan x7ev vybaven synchronním motorem s permanentními magnety o maximálním výkonu 150 kW, s dojezdem více než 405 km a baterií s extrémně dlouhou životností s 3000 cyklickými nabitími. Při normální teplotě trvá pouhá půl hodiny, než se dojezd přesáhne 300 km. „Ve skutečnosti, díky existenci systému rekuperace brzdné energie, může výdrž vozidla v městském provozu dosáhnout přibližně 420 km,“ dodal Xiong.

Podle nového plánu rozvoje odvětví energetických vozidel (2021–2035) (návrh k připomínkování) vydaného Ministerstvem průmyslu a informačních technologií bude prodej energetických vozidel do roku 2025 tvořit přibližně 25 %. Je zřejmé, že podíl energetických vozidel bude v budoucnu i nadále růst. V této souvislosti tradiční nezávislé značkové automobilové podniky, včetně společnosti Chang'an Automobile, urychlují formování trhu s energetickými vozidly.