סוללת החשמל נקראת לב הרכב החשמלי; המותג, החומר, הקיבולת, ביצועי הבטיחות וכו' של סוללת הרכב החשמלי הפכו ל"ממדים" ו"פרמטרים" חשובים למדידת רכב חשמלי. כיום, עלות הסוללה של רכב חשמלי היא בדרך כלל 30%-40% מכלל הרכב, וניתן לומר שהיא אביזר ליבה!
כיום, סוללות החשמל המרכזיות המשמשות בכלי רכב חשמליים בשוק מחולקות בדרך כלל לשני סוגים: סוללות ליתיום טרנריות וסוללות ליתיום ברזל פוספט. לאחר מכן, הרשו לי לנתח בקצרה את ההבדלים, היתרונות והחסרונות של שתי הסוללות:
1. חומרים שונים:
הסיבה לכך שהוא נקרא "ליתיום טרנרי" ו"ליתיום ברזל פוספט" מתייחסת בעיקר ליסודות הכימיים של "חומר האלקטרודה החיובי" של סוללת החשמל;
ליתיום טרנרי
חומר הקתודה משתמש בחומר קתודה טרנרי מסוג ליתיום ניקל קובלט מנגנט (Li(NiCoMn)O2) עבור סוללות ליתיום. חומר זה משלב את היתרונות של תחמוצת ליתיום קובלט, תחמוצת ליתיום ניקל וליתיום מנגנט, ויוצר מערכת אאוטקטית תלת-פאזית של שלושת החומרים. בשל האפקט הסינרגי הטרנרי, הביצועים המקיפים שלו טובים יותר מכל תרכובת משולבת בודדת.
ליתיום ברזל פוספט
מתייחס לסוללות ליתיום-יון המשתמשות בליתיום ברזל פוספט כחומר הקתודה. מאפייניהן הם שהן אינן מכילות יסודות מתכת יקרים כמו קובלט, מחיר חומר הגלם נמוך, ומשאבי הזרחן והברזל נמצאים בשפע בכדור הארץ, כך שלא יהיו בעיות אספקה.
תַקצִיר
חומרי ליתיום טרנריים הם נדירים ועולים עם ההתפתחות המהירה של כלי רכב חשמליים. מחיריהם גבוהים והם מוגבלים מאוד על ידי חומרי גלם במעלה הזרם. זהו מאפיין של ליתיום טרנרי כיום;
ליתיום ברזל פוספט, מכיוון שהוא משתמש ביחס נמוך יותר של מתכות נדירות/יקרות והוא בעיקר ברזל זול ושופע, זול יותר מסוללות ליתיום טרנריות ופחות מושפע מחומרי גלם במעלה הזרם. זהו המאפיין שלו.
2. צפיפויות אנרגיה שונות:
"סוללת ליתיום טרנרית": עקב השימוש באלמנטים מתכתיים פעילים יותר, צפיפות האנרגיה של סוללות ליתיום טרנריות מיינסטרים היא בדרך כלל (140 וואט-שעה/ק"ג ~ 160 וואט-שעה/ק"ג), שהיא נמוכה מזו של סוללות טרנריות בעלות יחס ניקל גבוה (160 וואט-שעה/ק"ג～180 וואט-שעה/ק"ג); צפיפות האנרגיה של משקל מסוים יכולה להגיע ל-180 וואט-שעה/ק"ג.
"ליתיום ברזל פוספט": צפיפות האנרגיה היא בדרך כלל 90-110 וואט/ק"ג; חלק מסוללות ליתיום ברזל פוספט חדשניות, כגון סוללות להב, בעלות צפיפות אנרגיה של עד 120 וואט/ק"ג עד 140 וואט/ק"ג.
תַקצִיר
היתרון הגדול ביותר של "סוללת ליתיום טרנרית" על פני "ליתיום ברזל פוספט" הוא צפיפות האנרגיה הגבוהה שלה ומהירות הטעינה המהירה שלה.
3. יכולת הסתגלות לטמפרטורות שונות:
עמידות בטמפרטורה נמוכה:
סוללת ליתיום טרנרית: לסוללת ליתיום טרנרית ביצועים מצוינים בטמפרטורה נמוכה ויכולה לשמור על כ-70%~80% מקיבולת הסוללה הרגילה ב-20- מעלות.°C.
ליתיום ברזל פוספט: אינו עמיד לטמפרטורות נמוכות: כאשר הטמפרטורה נמוכה מ-10-°C,
סוללות ליתיום ברזל פוספט מתכלות מהר מאוד. סוללות ליתיום ברזל פוספט יכולות לשמור רק על כ-50% עד 60% מקיבולת הסוללה הרגילה ב-20- מעלות.°C.
תַקצִיר
יש הבדל גדול ביכולת הסתגלות לטמפרטורה בין "סוללת ליתיום טרנרית" ל"סוללת ליתיום ברזל פוספט"; "סוללת ליתיום ברזל פוספט" עמידה יותר לטמפרטורות גבוהות; ו"סוללת ליתיום טרנרית" עמידה לטמפרטורות נמוכות בעלת חיי סוללה טובים יותר באזורים הצפוניים או בחורף.
4. תוחלת חיים שונה:
אם הקיבולת הנותרת/קיבולת התחלתית = 80% משמשת כנקודת סיום הבדיקה, יש לבדוק:
סוללות ליתיום ברזל פוספט בעלות חיי מחזור ארוכים יותר מאשר סוללות עופרת-חומצה וסוללות ליתיום טרנריות. "חיי החיים הארוכים ביותר" של סוללות עופרת-חומצה המותקנות ברכב שלנו הם רק פי כ-300; סוללת ליתיום טרנרית יכולה תיאורטית להחזיק מעמד עד פי 2,000, אך בשימוש בפועל, הקיבולת תפחת ל-60% לאחר כ-1,000; וחיי המחזור האמיתיים של סוללות ליתיום ברזל פוספט הם פי 2000, עדיין יש קיבולת של 95% בשלב זה, וחיי המחזור הקונספטואליים שלהן מגיעים ליותר מפי 3000.
תַקצִיר
סוללות חשמל הן השיא הטכנולוגי של הסוללות. שני סוגי סוללות הליתיום עמידים יחסית. תיאורטית, אורך החיים של סוללת ליתיום טרנרית הוא 2,000 מחזורי טעינה ופריקה. גם אם נטען אותה פעם ביום, היא יכולה להחזיק מעמד יותר מ-5 שנים.
5. המחירים שונים:
מכיוון שסוללות ליתיום ברזל פוספט אינן מכילות חומרי מתכת יקרים, ניתן להפחית מאוד את עלות חומרי הגלם. סוללות ליתיום טרנריות משתמשות בליתיום ניקל קובלט מנגנט כחומר האלקטרודה החיובית ובגרפיט כחומר האלקטרודה השלילית, כך שהעלות יקרה בהרבה מסוללות ליתיום ברזל פוספט.
סוללת ליתיום טרנרית משתמשת בעיקר בחומר הקתודה הטרנרית "ליתיום ניקל קובלט מנגנט" או "ליתיום ניקל קובלט אלומינט" כאלקטרודה חיובית, בעיקר באמצעות מלח ניקל, מלח קובלט ומלח מנגן כחומרי גלם. "יסוד הקובלט" בשני חומרי הקתודה הללו הוא מתכת יקרה. על פי נתונים מאתרים רלוונטיים, מחיר הייחוס המקומי של מתכת קובלט הוא 413,000 יואן/טון, ועם צמצום החומרים, המחיר ממשיך לעלות. נכון לעכשיו, עלותן של סוללות ליתיום טרנריות היא 0.85-1 יואן/וואט-שעה, והיא עולה כעת עם ביקוש השוק; עלותן של סוללות ליתיום ברזל פוספט שאינן מכילות יסודות מתכת יקרה היא רק כ-0.58-0.6 יואן/וואט-שעה.
תַקצִיר
מכיוון ש"ליתיום ברזל פוספט" אינו מכיל מתכות יקרות כמו קובלט, מחירו הוא רק פי 0.5-0.7 מזה של סוללות ליתיום טרנריות; מחיר זול הוא יתרון עיקרי של ליתיום ברזל פוספט.
לְסַכֵּם
הסיבה לכך שרכבים חשמליים פרחו בשנים האחרונות ומייצגים את הכיוון העתידי של פיתוח הרכב, ומעניקים לצרכנים חוויה טובה יותר ויותר, נובעת במידה רבה מהפיתוח המתמשך של טכנולוגיית סוללות חשמל.
זמן פרסום: 28 באוקטובר 2023
