01 – litiumjärnfosfat visar en stigande trend

Litiumbatterier har fördelarna med liten storlek, låg vikt, snabb laddning och hållbarhet. Detta kan ses i mobiltelefonbatterier och bilbatterier. Bland dem är litiumjärnfosfatbatterier och ternära materialbatterier två huvudgrenar inom litiumbatterier för närvarande.

För säkerhetskraven har litiumjärnfosfatbatterier med lägre kostnad, relativt mer mogen och säker produktteknik använts i högre grad inom personbilar och specialfordon. Ternära litiumbatterier med högre specifik energi används ofta inom personbilar. I en ny omgång tillkännagivanden har andelen litiumjärnfosfatbatterier inom personbilar ökat från mindre än 20 % tidigare till cirka 30 %.

Litiumjärnfosfat (LiFePO4) är ett av de vanligaste katodmaterialen för litiumjonbatterier. Det har god termisk stabilitet, lägre fuktabsorption och utmärkt prestanda för laddnings- och urladdningscykler i fulladdat tillstånd. Det är fokus för forskning, produktion och utveckling inom området för kraft- och energilagring av litiumjonbatterier. På grund av begränsningar i sin egen struktur har dock litiumjonbatterier med litiumjärnfosfat som positivt material dålig ledningsförmåga, långsam diffusionshastighet för litiumjoner och dålig urladdningsprestanda vid låg temperatur. Detta resulterar i låg körsträcka för tidiga fordon utrustade med litiumjärnfosfatbatterier, särskilt vid låga temperaturer.

För att söka ett genombrott inom uthållighetskörsträcka, särskilt efter att subventionspolitiken för nya energifordon har ställt högre krav på fordonens uthållighetskörsträcka, energitäthet, energiförbrukning och andra aspekter, även om litiumjärnfosfatbatterier ockuperade marknaden tidigare, har ternära litiumbatterier med högre energitäthet gradvis blivit mainstream på marknaden för nya energifordon för personbilar. Det framgår av det senaste tillkännagivandet att även om andelen litiumjärnfosfatbatterier inom personbilsområdet har återhämtat sig, är andelen litiumternära batterier fortfarande cirka 70 %.

02 – säkerhet är den största fördelen

Nickelkoboltaluminium eller nickelkoboltmangan används vanligtvis som anodmaterial för ternära litiumbatterier, men materialens höga aktivitet medför inte bara hög energitäthet utan också höga säkerhetsrisker. Ofullständig statistik visar att antalet självantändningsolyckor med nya energifordon var 14 gånger högre under 2019 än under 2018, och märken som Tesla, Weilai, BAIC och Weima har successivt orsakat självantändningsolyckor.

Det framgår av olyckan att branden huvudsakligen uppstår under laddningsprocessen, eller strax efter laddningen, eftersom batteriets temperatur stiger under långvarig drift. När temperaturen på ett ternärt litiumbatteri är över 200 °C bryts det positiva materialet lätt ner, och oxidationsreaktionen leder till snabb termisk rusning och våldsam förbränning. Olivinstrukturen hos litiumjärnfosfat ger hög temperaturstabilitet, och dess rusningstemperatur når 800 °C, vilket ger lägre gasproduktion, så det är relativt säkrare. Det är också därför, baserat på säkerhetsöverväganden, nya energibussar i allmänhet använder litiumjärnfosfatbatterier, medan nya energibussar som använder ternära litiumbatterier tillfälligt inte kan inkluderas i katalogen över nya energifordon för marknadsföring och tillämpning.

Nyligen har två elbilar från Changan Auchan använt litiumjärnfosfatbatterier, vilket skiljer sig från de allmänna fordonsföretag som fokuserar på bilar. Changan Auchan har två modeller, SUV och MPV. Xiong zewei, biträdande VD för Chang'an Auchan Research Institute, sa till reportern: "Detta markerar att Auchan officiellt har gått in i elkraftens era efter två års ansträngningar."

Angående varför litiumjärnfosfatbatterier används, sa Xiong att säkerheten hos nya energifordon alltid har varit en av användarnas "smärtpunkter", och även den som är mest oroad av företag. Med tanke på detta har litiumjärnfosfatbatteripaketet som används i den nya bilen klarat gränstestet på över 1300 °C flamugnsbakning, -20 °C lågtemperaturhållning, 3,5 % saltlösningshållning, 11 kn externt tryck och stötar, etc., och uppnått "fyra icke-rädda" batterisäkerhetslösningar: "inte rädd för värme, inte rädd för kyla, inte rädd för vatten, inte rädd för stötar".

Enligt rapporter är Changan Auchan x7ev utrustad med en permanentmagnetsynkronmotor med en maximal effekt på 150 kW, med en uthållighetskörsträcka på mer än 405 km och ett batteri med superlång livslängd med 3000 cykliska laddningar. Vid normal temperatur tar det bara en halvtimme att komplettera uthållighetskörsträckan på mer än 300 km. ”Tack vare ett bromsenergiåtervinningssystem kan fordonets uthållighet faktiskt nå cirka 420 km under stadskörning”, tillade Xiong.

Enligt den nya utvecklingsplanen för energifordonsindustrin (2021-2035) (utkast för kommentarer) som utfärdats av ministeriet för industri och informationsteknik, kommer försäljningen av nya energifordon att uppgå till cirka 25 % år 2025. Det kan konstateras att andelen nya energifordon kommer att fortsätta öka i framtiden. I detta sammanhang, inklusive Chang'an Automobile, accelererar traditionella oberoende fordonsföretag utformningen av marknaden för nya energifordon.