La batteria è considerata il cuore pulsante di un veicolo elettrico; marca, materiale, capacità, prestazioni di sicurezza, ecc., sono diventati "dimensioni" e "parametri" fondamentali per la valutazione di un veicolo elettrico. Attualmente, il costo della batteria di un veicolo elettrico rappresenta generalmente il 30%-40% del costo totale del veicolo, il che la rende a tutti gli effetti un componente essenziale!
Attualmente, le batterie più diffuse nei veicoli elettrici presenti sul mercato si dividono generalmente in due tipologie: batterie al litio ternarie e batterie al litio ferro fosfato. Di seguito, analizzeremo brevemente le differenze, i vantaggi e gli svantaggi di queste due tipologie di batterie:
1. Materiali diversi:
Il motivo per cui viene chiamata "litio ternario" e "litio ferro fosfato" si riferisce principalmente agli elementi chimici del "materiale dell'elettrodo positivo" della batteria;
"Litio ternario":
Il materiale catodico utilizzato per le batterie al litio è un materiale catodico ternario a base di litio nichel cobalto manganato (Li(NiCoMn)O2). Questo materiale combina i vantaggi dell'ossido di litio cobalto, dell'ossido di litio nichel e del manganato di litio, formando un sistema eutettico trifase dei tre materiali. Grazie all'effetto sinergico ternario, le sue prestazioni complessive sono superiori a quelle di qualsiasi singola combinazione.
"Fosfato di ferro e litio":
Si riferisce alle batterie agli ioni di litio che utilizzano il fosfato di ferro e litio come materiale catodico. Le sue caratteristiche sono che non contiene elementi di metalli preziosi come il cobalto, il prezzo delle materie prime è basso e le risorse di fosforo e ferro sono abbondanti sulla Terra, quindi non ci saranno problemi di approvvigionamento.
riepilogo
I materiali ternari al litio sono scarsi e la loro disponibilità è in aumento con il rapido sviluppo dei veicoli elettrici. I loro prezzi sono elevati e la loro produzione è fortemente limitata dalle materie prime a monte. Questa è una caratteristica del litio ternario al momento;
Il litio ferro fosfato, poiché utilizza un rapporto inferiore di metalli rari/preziosi ed è costituito principalmente da ferro, un materiale economico e abbondante, è più economico delle batterie ternarie al litio ed è meno influenzato dalle materie prime a monte. Questa è la sua caratteristica principale.
2. Diverse densità di energia:
"Batteria ternaria al litio": Grazie all'utilizzo di elementi metallici più attivi, la densità energetica delle batterie ternarie al litio più diffuse è generalmente (140 Wh/kg~160 Wh/kg), che è inferiore a quella delle batterie ternarie con un elevato rapporto di nichel (160 Wh/kg).～180 Wh/kg); in alcuni casi la densità energetica ponderale può raggiungere i 180-240 Wh/kg.
"Litio ferro fosfato": La densità energetica è generalmente compresa tra 90 e 110 W/kg; alcune batterie innovative al litio ferro fosfato, come le batterie a lama, raggiungono una densità energetica fino a 120-140 W/kg.
riepilogo
Il vantaggio principale delle batterie ternarie al litio rispetto alle batterie al litio ferro fosfato risiede nell'elevata densità energetica e nella velocità di ricarica.
3. Adattabilità a temperature diverse:
Resistenza alle basse temperature:
Batteria al litio ternaria: la batteria al litio ternaria ha eccellenti prestazioni a basse temperature e può mantenere circa il 70%~80% della normale capacità della batteria a -20°C.
Fosfato di ferro e litio: non resistente alle basse temperature: quando la temperatura è inferiore a -10°C,
Le batterie al litio ferro fosfato si degradano molto rapidamente. Le batterie al litio ferro fosfato possono mantenere solo circa il 50-60% della normale capacità della batteria a -20°C.
riepilogo
Esiste una grande differenza di adattabilità alla temperatura tra le batterie ternarie al litio e quelle al litio ferro fosfato; queste ultime sono più resistenti alle alte temperature, mentre le batterie ternarie al litio, più resistenti alle basse temperature, offrono una maggiore durata nelle regioni settentrionali o durante l'inverno.
4. Diverse durate di vita:
Se come punto finale del test si utilizza il rapporto tra capacità residua e capacità iniziale pari all'80%, eseguire il test:
Le batterie al litio ferro fosfato hanno una durata di ciclo superiore rispetto alle batterie al piombo e alle batterie ternarie al litio. La "durata massima" delle nostre batterie al piombo montate sui veicoli è di sole 300 ricariche; le batterie ternarie al litio possono teoricamente durare fino a 2.000 ricariche, ma nell'uso effettivo la capacità si riduce al 60% dopo circa 1.000 cicli; la durata reale delle batterie al litio ferro fosfato è di 2.000 cicli, con una capacità residua del 95%, e la loro durata di ciclo teorica supera le 3.000 ricariche.
riepilogo
Le batterie ad alta potenza rappresentano l'apice tecnologico delle batterie. Entrambi i tipi di batterie al litio sono relativamente durevoli. Teoricamente, la durata di una batteria ternaria al litio è di 2.000 cicli di carica e scarica. Anche caricandola una sola volta al giorno, può durare più di 5 anni.
5. I prezzi sono diversi:
Poiché le batterie al litio ferro fosfato non contengono metalli preziosi, il costo delle materie prime può essere ridotto notevolmente. Le batterie ternarie al litio utilizzano manganato di litio nichel cobalto come materiale per l'elettrodo positivo e grafite come materiale per l'elettrodo negativo, pertanto il loro costo è molto più elevato rispetto a quello delle batterie al litio ferro fosfato.
La batteria ternaria al litio utilizza principalmente un materiale catodico ternario a base di "manganato di litio nichel cobalto" o "alluminato di litio nichel cobalto" come elettrodo positivo, impiegando principalmente sali di nichel, sali di cobalto e sali di manganese come materie prime. Il cobalto presente in questi due materiali catodici è un metallo prezioso. Secondo i dati reperiti su siti web specializzati, il prezzo di riferimento nazionale del cobalto è di 413.000 yuan/tonnellata e, con la diminuzione della produzione, il prezzo continua ad aumentare. Attualmente, il costo delle batterie ternarie al litio è di 0,85-1 yuan/Wh ed è in costante aumento a causa della domanda di mercato; il costo delle batterie al litio ferro fosfato, che non contengono metalli preziosi, è invece di soli 0,58-0,6 yuan/Wh.
riepilogo
Poiché il "litio ferro fosfato" non contiene metalli preziosi come il cobalto, il suo prezzo è solo 0,5-0,7 volte quello delle batterie ternarie al litio; il prezzo contenuto rappresenta un vantaggio importante del litio ferro fosfato.
Riassumere
Il motivo per cui i veicoli elettrici hanno prosperato negli ultimi anni e rappresentano la direzione futura dello sviluppo automobilistico, offrendo ai consumatori un'esperienza sempre migliore, è dovuto in gran parte al continuo sviluppo della tecnologia delle batterie.
Data di pubblicazione: 28 ottobre 2023
