Επανάσταση στην τεχνολογία μπαταριών λιθίου φωσφορικού σιδήρου με βάση τις ΗΠΑ: Ενεργειακή πυκνότητα παρόμοια με τις τριαδικές μπαταρίες λιθίου

Πρόσφατα, τα τελευταία νέα από την αμερικανική εταιρεία μπαταριών ONE δείχνουν ότι έχει αναπτύξει μια μπαταρία φωσφορικού σιδήρου λιθίου με βάρος και ενεργειακή πυκνότητα παρόμοια με αυτή των τριμερών μπαταριών λιθίου. Ωστόσο, η μπαταρία φωσφορικού σιδήρου λιθίου της ONE δεν θα τεθεί σε παραγωγή μέχρι το τέλος του 2024.

Το όνομα αυτού του προϊόντος μπαταρίας είναι Aries II και η χωρητικότητα φόρτισης της μπαταρίας είναι 71.{1}}κιλοβατώρες. Η ενεργειακή πυκνότητα βάρους των κυψελών του φτάνει τα 162 Wh/kg, που μεταφράζεται σε ενεργειακή πυκνότητα βάρους 160,7 Wh/kg στο επίπεδο της μπαταρίας.
Η ενεργειακή πυκνότητα είναι ένας σημαντικός δείκτης της απόδοσης της μπαταρίας, που είναι ο μέσος όγκος μονάδας ή η μάζα της ηλεκτρικής ενέργειας που απελευθερώνεται από μια μπαταρία.
Λόγω του γεγονότος ότι η γκάμα των οχημάτων νέας ενέργειας εξαρτάται κυρίως από τη διαθέσιμη ηλεκτρική ενέργεια και τη συνολική κατανάλωση ενέργειας του οχήματος (χωρητικότητα εμβέλειας=διαθέσιμη ηλεκτρική ενέργεια/κατανάλωση ενέργειας), η μέγιστη μονή εμβέλεια οδήγησης νέων ενεργειακών οχημάτων καθορίζεται κυρίως από την ενεργειακή πυκνότητα της μπαταρίας, υπό την προϋπόθεση ότι η ίδια κατανάλωση ενέργειας παραμένει αμετάβλητη και ο όγκος και το βάρος της μπαταρίας παραμένουν αυστηρά περιορισμένα.

Λοιπόν, ποια είναι η παγκόσμια θέση της ενεργειακής πυκνότητας της μπαταρίας της ONE;

Σύμφωνα με μια παγκόσμια λίστα πακέτων μπαταριών με την υψηλότερη και τη χαμηλότερη ενεργειακή πυκνότητα που παράγεται από την Battery Design, ο ηγέτης προέρχεται από τη NIO Motors στην Κίνα. Η μπαταρία για την επερχόμενη εγκατάσταση του NIO ET7 έχει χωρητικότητα 150-κιλοβατώρες, βάρος 575 κιλά (1268 λίβρες) και ενεργειακή πυκνότητα 260,9 Wh/kg. Σύμφωνα με το εγχειρίδιο χρήσης της NIO Automotive, αυτή η μπαταρία χρησιμοποιεί ένα τριμερές θετικό ηλεκτρόδιο υψηλής περιεκτικότητας σε νικέλιο και έναν ημι-στερεό ηλεκτρολύτη.

Ακολουθεί η μπαταρία Kirin από την εποχή Ningde, η οποία χρησιμοποιεί ένα τριμερές θετικό ηλεκτρόδιο υλικό υψηλής περιεκτικότητας σε νικέλιο και έχει μέγιστη ενεργειακή πυκνότητα βάρους 255 Wh/kg.
Η ενεργειακή πυκνότητα βάρους του πακέτου μπαταριών 82 kWh στο Tesla Model 3 και το Model Y είναι 171 Wh/kg, χρησιμοποιώντας τριαδικές κυλινδρικές μπαταρίες ιόντων λιθίου που παρέχονται από την Panasonic από την Ιαπωνία. Το παράγωγο Porsche Taycan 2019 Turbo S διαθέτει μπαταρία 93,{6}}κιλοβατώρων, βάρους 630 κιλών (1389 λίβρες) και χρησιμοποιεί μια τριμερή μπαταρία λιθίου μαλακής που παρέχεται από την LG New Energy από τη Νότια Κορέα. Η μπαταρία έχει βάρος και ενεργειακή πυκνότητα 148,3 Wh/kg.

Για τις μπαταρίες blade της BYD, χρησιμοποιούν επίσης ένα σύστημα υλικού φωσφορικού σιδήρου λιθίου. Το BYD Han EV έχει χωρητικότητα μπαταρίας 85,4 κιλοβάτ και ζυγίζει 592 κιλά (1305 λίβρες). Στο επίπεδο της μπαταρίας, η ενεργειακή πυκνότητα βάρους είναι 144,2 Wh/kg.
Τα Dolphins της BYD έχουν δύο πακέτα μπαταριών για να διαλέξετε. Η μέγιστη φόρτιση είναι 44,9 μοίρες, με μάζα 308,6 κιλά ή 680 λίβρες και ενεργειακή πυκνότητα βάρους 145,5 Wh/kg. Η μπαταρία σφραγίδων έχει υψηλότερο βάρος και ενεργειακή πυκνότητα. Η δομή του CTB επιτρέπει στο πακέτο μπαταριών να ζυγίζει 558 κιλά (1230,2 λίβρες), να έχει χωρητικότητα 82.{11}}κιλοβατώρες και να έχει ενεργειακή πυκνότητα βάρους 148 Wh/kg.
Μπορεί να φανεί ότι σε σύγκριση με τη λεπίδα μπαταρίας φωσφορικού σιδήρου λιθίου της BYD, τα προϊόντα μπαταριών της ONE έχουν ακόμη περισσότερα πλεονεκτήματα. Ο ένας δήλωσε επίσης ότι σε σύγκριση με τις τριμερείς μπαταρίες λιθίου, οι μπαταρίες Aries II είναι 25 τοις εκατό φθηνότερες σε κόστος και έχουν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής.
Ωστόσο, τα πακέτα μπαταριών που παράγει η ONE δεν θα τεθούν σε παραγωγή μέχρι το τέλος του 2024. Προς το παρόν δεν υπάρχουν νέα που να υποδεικνύουν το μοντέλο της εταιρείας αυτοκινήτων που θα είναι εξοπλισμένο με αυτήν την μπαταρία. Η μόνη εταιρεία που ενημερώθηκε ότι θα χρησιμοποιήσει ένα προϊόν ONE είναι η Bollinger, μια νέα αυτοκινητοβιομηχανία στις Ηνωμένες Πολιτείες, αλλά η εταιρεία θα χρησιμοποιήσει προϊόντα μπαταριών Aries αντί για Aries II.

Σύμφωνα με αναφορές, οι μπαταρίες Aries είναι κατάλληλες για φορτηγά Επιπέδου 3 έως Επιπέδου 6 με 3000 κύκλους μπαταριών, ενώ το Aries II είναι κατάλληλες για επιβατικά και ελαφρά φορτηγά, αλλά η αντοχή τους έχει μειωθεί κατά 33,3 τοις εκατό με 2000 κύκλους.
Ωστόσο, το πλεονέκτημα της ONE έναντι των ανταγωνιστών της έγκειται στην τοπική παραγωγή. Αυτό θα κάνει κάθε αυτοκίνητο που χρησιμοποιεί το προϊόν του και συμμορφώνεται με τον Νόμο για τη μείωση του πληθωρισμού (IRA) επιλέξιμο για πλήρη πίστωση φόρου. Επιπλέον, είναι επίσης μια δική της εταιρεία μπαταριών στις Ηνωμένες Πολιτείες.
Είναι κατανοητό ότι η ONE θα παράγει αυτές τις μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου στο Van Buren Town του Μίσιγκαν, κοντά στα εργοστάσια αυτοκινήτων της Ford, της General Motors και της Stratus.

Η εταιρεία ONE μπορεί να φαίνεται άγνωστη, αλλά στην πραγματικότητα, έχει πολλές δυνατότητες. Τον Ιούλιο του 2020, ο πρώην μηχανικός Ijaz της χρεοκοπημένης εταιρείας μπαταριών A123 στις Ηνωμένες Πολιτείες ίδρυσε αυτήν την ενεργειακή εταιρεία που ονομάζεται "Our Next Energy". Σχεδόν το ένα έκτο των 315 υπαλλήλων της One είναι πρώην υπάλληλοι της A123, συμπεριλαμβανομένου του Chief Operating Officer.
Ο στόχος της Ijaz είναι να λειτουργήσει μια εταιρεία επικεντρωμένη στις μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου, αντιμετωπίζοντας έτσι τα τρία βασικά εμπόδια στη μεγάλης κλίμακας χρήση ηλεκτρικών οχημάτων στις Ηνωμένες Πολιτείες: άγχος χιλιομέτρων, προβλήματα ασφάλειας μπαταριών και έλλειψη γίγαντων μπαταριών για να ανταγωνιστούν Ningde Times, LG και Panasonic.
Επί του παρόντος, η One έχει συγκεντρώσει 355 εκατομμύρια δολάρια από επενδυτές, συμπεριλαμβανομένων των Breakthrough Energy Ventures του Bill Gates, BMW Ventures και Franklin Templeton, με αξία εταιρείας 1,2 δισεκατομμύρια δολάρια. Το περασμένο φθινόπωρο, η κυβέρνηση του Μίσιγκαν χορήγησε σε μια εταιρεία τουλάχιστον 220 εκατομμύρια δολάρια σε μετρητά και φορολογικές ελαφρύνσεις για την κατασκευή ενός εργοστασίου κατασκευής μπαταριών 1,6 δισεκατομμυρίων δολαρίων που βρίσκεται στα προάστια του Ντιτρόιτ, με σχέδια να ξεκινήσει την παραγωγή το 2024.