En gång i tiden, för inte många år sedan, var LFP-batterier (LiFePO4) väldigt populära, även för elfordon. De flesta LFP-batterier tillverkades av kinesiska battericellstillverkare som Thunder Sky Winston Energy, men det var ett nordamerikanskt företag som gjorde denna batteriteknik känd.
A123 Systems var battericellstillverkaren som gjorde stora förbättringar av LFP-batteriteknologin – i en tid då kinesiska företag bara kopierade saker utan att förbättra dem.
Denna battericellstillverkare kunde öka energitätheten, samtidigt som den ökade energitätheten och cellernas livslängd. Jag säger alltid att utveckling av batterier kräver kompromisser, men A123 Systems har framgångsrikt förbättrat LFP-tekniken på alla sätt.
Tyvärr blev A123 Systems batteriteknik aldrig mainstream. När företaget förberedde massproduktion plågades det av kvalitetskontrollproblem och tidigt ersatte GM det med LG Chem som sin battericellsleverantör. Sedan gick företaget i konkurs och köptes av den kinesiska bildelartillverkaren Wanxiang Group.
Detta innebar att LFP-utvecklingen under lång tid stannade av, medan NCA- och NCM-kemin fortsatte att förbättras. Låt oss se några skillnader mellan vanliga katodkemier.
Litiumferrofosfat ( LFP )
Litium Nickel Kobolt Aluminium ( NCA )
Litium Nickel Kobolt Mangan (NCM 333 eller 111)
Litium Nickel Kobolt Mangan (NCM 523)
Litium Nickel Kobolt Mangan (NCM 622)
Litium Nickel Kobolt Mangan (NCM 811)
Som du kan se verkar LFP nästan perfekt för alla tillämpningar, men med låg energitäthet är det inte lämpligt för elbilar.
Lyckligtvis har den kinesiska regeringen sedan ett tag bestämt storleken på subventionerna för elfordon beroende på räckvidd och batteripaketets energitäthet. Kraven på elektriska personbilar är mer krävande än för elbussar.
Detta fick de flesta tillverkare av battericeller att helt ersätta LFP med NCM-katoder i batterier för elektriska personbilar, men några bestämde sig för att förbättra LFP. Det var fallet med BYD, som introducerade mangan till katoden och lyckades öka energitätheten till 165 Wh/kg. Men denna siffra är fortfarande inte tillräckligt för att få maximal subvention, fler förbättringar måste göras.
Litiumferromanganfosfat ( LFMP )
ETC är en annan kinesisk battericellstillverkare som framgångsrikt förbättrar energitätheten för denna batteriteknik.
BYD och ETC delar samma mål att nå 200 Wh/kg i batterier med en LFMP-katod och en kisel-/kolanod, när detta händer kommer vi äntligen få koboltfria batterier med anständig energitäthet, som är extremt säkra, hållbara och billiga .
ETC roadmap cell planering
Låt oss jämföra den framtida LFMP-battericellen tillverkad av ETC med Samsung SDI prismatiska battericeller som används i BMW i3.
Framtida LFMP-battericell av ETC
Samsung SDI 94 Ah battericell
Samsung SDI 120 Ah battericell
Specifikationerna för framtidens LFMP-battericeller från ETC verkar lämpliga för elbilar. De är mycket lika Samsung SDI prismatiska NCM-celler, med fördelen att de inte kräver kobolt.
Låt oss se färdplanen för ETC mer detaljerat.
ETC-färdplan
För nu är det bara att ignorera de intressanta NCM-battericellerna från ETC, speciellt de i PHEV2-format. De LFMP-celler från ETC som vi vill ha förväntas bli tillgängliga under andra eller tredje kvartalet 2020. Därför är det ungefär ett år kvar tills vi ser om ETC uppnått sina mål och dess företagskunder äntligen kan använda LFP/LFMP-battericeller inte bara i elbussar, utan även i elbilar.
ETC-kunder
En bra sak med kinesiska battericellstillverkare är att deras celler förr eller senare blir tillgängliga på AliExpress för privata köpare. Företagsköpare får cellerna först, men till exempel privata köpare som du och jag kan redan köpa andra generationens celler för cirka 190 euro per kWh.
Sammanfattningsvis...
I den här artikeln försökte jag visa varför jag tror att när LFMP når en energitäthet på 200 Wh/kg kan det vara en bra koboltfri batteriteknik för många applikationer, inklusive elbilar. Jag är nyfiken på att veta vilken battericellstillverkare som kommer att nå målet först. BYD har mer resurser än ETC, så det har en fördel.
Men även om LFP/LFMP-utvecklingen ser lovande ut och sannolikt kommer att räcka för att tekniken ska återta sitt förlorade utrymme i EV-batterier, är NCA och NCM fortfarande de mest energitäta kemierna och kommer att fortsätta att utvecklas tills vi får en blandning av de två kemierna kallas NCMA.
NCMA-katoder får det bästa av moderna NCM- och NCA-kemier, de är ett verkligt genombrott och ett undantag från regeln att utvecklingen av batteriteknik nästan alltid kräver kompromisser. Du kan få en idé med diagrammet nedan.
Prestanda för olika avancerade battericellkatoder
Jag kan inte lova ett datum, men jag kommer att skriva en artikel exklusivt om NCMA-katoder, deras fördelar och varför jag tror att de kommer att vara den sista spiken i kistan för ICE-bilar (Internal Combustion Engine). Bra saker kommer.
