تُسمى بطارية الطاقة بقلب السيارة الكهربائية؛ أصبحت العلامة التجارية والمواد والسعة وأداء السلامة وما إلى ذلك لبطارية السيارة الكهربائية "أبعادًا" و"معلمات" مهمة لقياس السيارة الكهربائية. حاليًا، تبلغ تكلفة بطارية السيارة الكهربائية عمومًا 30%-40% من السيارة بأكملها، وهو ما يمكن القول بأنه ملحق أساسي!
حاليًا، تنقسم بطاريات الطاقة السائدة المستخدمة في السيارات الكهربائية في السوق عمومًا إلى نوعين: بطاريات الليثيوم الثلاثية وبطاريات ليثيوم فوسفات الحديد. بعد ذلك، اسمحوا لي أن أحلل بإيجاز الاختلافات والمزايا والعيوب بين البطاريتين:
1. مواد مختلفة:
يشير سبب تسميته بـ "الليثيوم الثلاثي" و"فوسفات حديد الليثيوم" بشكل أساسي إلى العناصر الكيميائية لـ "مادة القطب الموجب" لبطارية الطاقة؛
"الليثيوم الثلاثي":
تستخدم مادة الكاثود مادة الكاثود الثلاثي منجنات الليثيوم والنيكل والكوبالت (Li(NiCoMn)O2) لبطاريات الليثيوم. تجمع هذه المادة بين مزايا أكسيد كوبالت الليثيوم وأكسيد نيكل الليثيوم ومنجنات الليثيوم، مما يشكل نظام سهل الانصهار ثلاثي الطور من المواد الثلاث. ونظرًا للتأثير التآزري الثلاثي، فإن أدائه الشامل أفضل من أي مركب مركب منفرد.
"فوسفات الحديد الليثيوم":
يشير إلى بطاريات الليثيوم أيون التي تستخدم فوسفات حديد الليثيوم كمادة الكاثود. ومن مميزاته أنه لا يحتوي على عناصر معدنية ثمينة مثل الكوبالت، وسعر المادة الخام منخفض، وموارد الفسفور والحديد وفيرة في الأرض، لذلك لن تكون هناك مشاكل في العرض.
ملخص
مواد الليثيوم الثلاثية نادرة وتتزايد مع التطور السريع للسيارات الكهربائية. أسعارها مرتفعة وهي مقيدة بشدة بالمواد الخام الأولية. وهذه إحدى سمات الليثيوم الثلاثي في الوقت الحاضر؛
فوسفات حديد الليثيوم، لأنه يستخدم نسبة أقل من المعادن النادرة/الثمينة وهو في الأساس حديد رخيص ووفير، أرخص من بطاريات الليثيوم الثلاثية وأقل تأثراً بالمواد الخام الأولية. هذه هي سمتها.
2. كثافات الطاقة المختلفة:
"بطارية الليثيوم الثلاثية": نظرًا لاستخدام عناصر معدنية أكثر نشاطًا، تكون كثافة الطاقة لبطاريات الليثيوم الثلاثية السائدة بشكل عام (140 وات/كجم ~ 160 وات/كجم)، وهي أقل من البطاريات الثلاثية ذات نسبة النيكل العالية ( 160 واط/كجم～180 واط/كجم)؛ يمكن أن تصل كثافة طاقة بعض الوزن إلى 180Wh-240Wh/kg.
"فوسفات الحديد الليثيوم": كثافة الطاقة بشكل عام 90-110 واط/كجم؛ تتمتع بعض بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد المبتكرة، مثل البطاريات النصلية، بكثافة طاقة تصل إلى 120 وات/كجم - 140 وات/كجم.
ملخص
أكبر ميزة لـ "بطارية الليثيوم الثلاثية" مقارنة بـ "ليثيوم فوسفات الحديد" هي كثافة الطاقة العالية وسرعة الشحن السريعة.
3. القدرة على التكيف مع درجات الحرارة المختلفة:
مقاومة درجات الحرارة المنخفضة:
بطارية الليثيوم الثلاثية: تتميز بطارية الليثيوم الثلاثية بأداء ممتاز في درجات الحرارة المنخفضة ويمكنها الحفاظ على حوالي 70% إلى 80% من سعة البطارية العادية عند -20°C.
فوسفات حديد الليثيوم: غير مقاوم لدرجات الحرارة المنخفضة: عندما تكون درجة الحرارة أقل من -10°C,
تتحلل بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد بسرعة كبيرة. يمكن لبطاريات فوسفات الحديد الليثيوم أن تحافظ فقط على حوالي 50% إلى 60% من سعة البطارية العادية عند -20°C.
ملخص
هناك فرق كبير في القدرة على التكيف مع درجات الحرارة بين "بطارية الليثيوم الثلاثية" و"فوسفات حديد الليثيوم"؛ "فوسفات حديد الليثيوم" أكثر مقاومة لدرجات الحرارة المرتفعة. وتتمتع "بطارية الليثيوم الثلاثية" المقاومة لدرجات الحرارة المنخفضة بعمر بطارية أفضل في المناطق الشمالية أو الشتاء.
4. فترات حياة مختلفة:
إذا تم استخدام السعة المتبقية/السعة الأولية = 80% كنقطة نهاية للاختبار، فاختبر:
تتمتع حزم بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم بعمر دورة أطول من بطاريات الرصاص الحمضية وبطاريات الليثيوم الثلاثية. إن "أطول عمر" لبطاريات الرصاص الحمضية المثبتة على مركباتنا يبلغ حوالي 300 مرة فقط؛ يمكن لبطارية الليثيوم الثلاثية أن تدوم نظريًا حتى 2000 مرة، ولكن في الاستخدام الفعلي، ستضمحل السعة إلى 60% بعد حوالي 1000 مرة؛ والحياة الحقيقية لبطاريات ليثيوم فوسفات الحديد هي 2000 مرة، ولا تزال هناك قدرة 95% في هذا الوقت، ويصل عمر الدورة المفاهيمية إلى أكثر من 3000 مرة.
ملخص
بطاريات الطاقة هي القمة التكنولوجية للبطاريات. كلا النوعين من بطاريات الليثيوم متين نسبيًا. من الناحية النظرية، يبلغ عمر بطارية الليثيوم الثلاثية 2000 دورة شحن وتفريغ. حتى لو قمنا بشحنه مرة واحدة يوميًا، فيمكن أن يستمر لأكثر من 5 سنوات.
5. الأسعار مختلفة:
نظرًا لأن بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم لا تحتوي على مواد معدنية ثمينة، فيمكن تقليل تكلفة المواد الخام بشكل منخفض جدًا. تستخدم بطاريات الليثيوم الثلاثية منجنات الليثيوم والكوبالت والنيكل كمادة القطب الموجب والجرافيت كمادة القطب السالب، وبالتالي فإن التكلفة أعلى بكثير من بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد.
تستخدم بطارية الليثيوم الثلاثية بشكل أساسي مادة الكاثود الثلاثي "منجنات كوبالت نيكل الليثيوم" أو "ألومينات كوبالت نيكل الليثيوم" كقطب كهربائي موجب، وتستخدم بشكل أساسي ملح النيكل وملح الكوبالت وملح المنغنيز كمواد خام. "عنصر الكوبالت" الموجود في هاتين المادتين الكاثوديتين هو معدن ثمين. وفقا للبيانات الواردة من المواقع ذات الصلة، فإن السعر المرجعي المحلي لمعدن الكوبالت هو 413000 يوان/طن، ومع انخفاض المواد، يستمر السعر في الارتفاع. في الوقت الحاضر، تبلغ تكلفة بطاريات الليثيوم الثلاثية 0.85-1 يوان/ساعة، وهي ترتفع حاليًا مع الطلب في السوق؛ تبلغ تكلفة بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد التي لا تحتوي على عناصر معدنية ثمينة حوالي 0.58-0.6 يوان/ساعة فقط.
ملخص
وبما أن "فوسفات الحديد الليثيوم" لا يحتوي على معادن ثمينة مثل الكوبالت، فإن سعره يبلغ 0.5-0.7 مرة فقط من سعر بطاريات الليثيوم الثلاثية؛ السعر الرخيص هو الميزة الرئيسية لفوسفات الحديد الليثيوم.
تلخيص
السبب وراء ازدهار السيارات الكهربائية في السنوات الأخيرة وتمثل الاتجاه المستقبلي لتطوير السيارات، مما يمنح المستهلكين تجربة أفضل بشكل متزايد، يرجع إلى حد كبير إلى التطوير المستمر لتكنولوجيا بطاريات الطاقة.
وقت النشر: 28 أكتوبر 2023
