Áttörés az egyesült államokbeli lítium-vas-foszfát akkumulátortechnológiában: a háromkomponensű lítium akkumulátorokhoz hasonló energiasűrűség

A közelmúltban az amerikai ONE akkumulátorgyártó cég legfrissebb hírei szerint olyan lítium-vas-foszfát akkumulátort fejlesztett ki, amelynek tömege és energiasűrűsége hasonló a háromkomponensű lítium akkumulátorokéhoz. A ONE lítium-vas-foszfát akkumulátorát azonban csak 2024 végén állítják gyártásba.

Ennek az akkumulátoros terméknek Aries II a neve, és az akkumulátor töltöttsége 71.{1}}kilowattóra. A cellák tömegenergia-sűrűsége eléri a 162 Wh/kg-ot, ami 160,7 Wh/kg tömegenergia-sűrűséget jelent az akkumulátor szintjén.
Az energiasűrűség az akkumulátor teljesítményének fontos mutatója, amely az akkumulátor által felszabaduló elektromos energia átlagos egységnyi térfogata vagy tömege.
Tekintettel arra a tényre, hogy az új energetikai járművek hatótávolsága elsősorban a rendelkezésre álló villamos energiától és a jármű teljes energiafogyasztásától (hatótávolság-kapacitás=rendelkezésre álló villamos energia/energiafogyasztás) függ, az új energetikai járművek maximális egyszeri hatótávját elsősorban a az akkumulátor energiasűrűsége, feltéve, hogy ugyanaz az energiafogyasztás nem változik, és az akkumulátorcsomag térfogata és súlya szigorúan korlátozott marad.

Tehát mi a ONE akkumulátorcsomag energiasűrűségének globális helyzete?

A Battery Design által gyártott legmagasabb és legalacsonyabb energiasűrűségű akkumulátorcsomagok globális listája szerint a vezető a kínai NIO Motors. A NIO ET7 közelgő telepítéséhez szükséges akkumulátorcsomag kapacitása 150-kilowattóra, tömege 575 kilogramm (1268 font), energiasűrűsége pedig 260,9 Wh/kg. A NIO Automotive felhasználói kézikönyve szerint ez az akkumulátor magas nikkeltartalmú hármas pozitív elektródát és félig szilárd elektrolitot használ.

Következik a Ningde-korszak Kirin akkumulátora, amely magas nikkeltartalmú hármas pozitív elektródaanyagot használ, és a maximális tömegű energiasűrűsége 255 Wh/kg.
A Tesla Model 3 és Model Y 82 kWh-s akkumulátorcsomagjának energiasűrűsége 171 Wh/kg, a Panasonic által Japánból szállított hármas hengeres lítium-ion akkumulátorokkal. A Porsche Taycan 2019 Turbo S származéka 934-kilowattórás akkumulátorcsomaggal rendelkezik, amely 630 kilogrammot (1389 fontot) nyom, és a dél-koreai LG New Energy által biztosított háromkomponensű lítium-akkumulátort használja. Az akkumulátorcsomag súlya és energiasűrűsége 148,3 Wh/kg.

A BYD pengeelemeihez lítium-vas-foszfát anyagrendszert is használnak. A BYD Han EV akkumulátorának kapacitása 85,4 kilowatt, súlya pedig 592 kilogramm (1305 font). Az akkumulátorcsomag szintjén a tömeg energiasűrűsége 144,2 Wh/kg.
A BYD's Dolphins két akkumulátorcsomag közül választhat. A maximális töltés 44,9 fok, tömege 308,6 kg, a tömeg energiasűrűsége pedig 145,5 Wh/kg. A tömítések akkumulátorcsomagja nagyobb tömeggel és energiasűrűséggel rendelkezik. CTB-szerkezete lehetővé teszi, hogy az akkumulátorcsomag 558 kilogrammot (1230,2 font) nyomjon, kapacitása 82.{11}}kilowattóra, és tömegének energiasűrűsége 148 Wh/kg.
Látható, hogy a BYD lítium-vas-foszfát penge akkumulátorához képest a ONE akkumulátoros termékei még több előnnyel is rendelkeznek. Az egyik azt is megállapította, hogy a háromkomponensű lítium akkumulátorokhoz képest az Aries II akkumulátorok 25 százalékkal olcsóbbak, és hosszabb az akkumulátor élettartamuk.
A ONE által gyártott akkumulátorcsomagok azonban csak 2024 végén kerülnek gyártásba. Arról egyelőre nincs hír, hogy melyik autógyártó cég modelljét szerelik fel ezzel az akkumulátorral. Az egyetlen cég, amely értesült arról, hogy EGY terméket használ, a Bollinger, az Egyesült Államok új autóipari vállalata, de a vállalat Aries akkumulátortermékeket fog használni az Aries II helyett.

A jelentések szerint az Aries akkumulátorok a 3-6. szintű teherautókhoz alkalmasak 3000 akkumulátorciklussal, míg az Aries II személygépkocsikhoz és kisteherautókhoz, de tartóssága 2000 ciklussal 33,3 százalékkal csökkent.
A ONE előnye versenytársaival szemben azonban a lokalizált gyártásban rejlik. Ezáltal minden autó, amely a termékét használja, és megfelel az inflációcsökkentési törvénynek (IRA), jogosult lesz teljes adójóváírásra. Emellett saját akkumulátorgyártó cég is az Egyesült Államokban.
Nyilvánvaló, hogy a ONE ezeket a lítium-vas-foszfát akkumulátorokat a michigani Van Buren Townban fogja gyártani, a Ford, a General Motors és a Stratus autógyárainak közelében.

A ONE cég ismeretlennek tűnhet, de a valóságban rengeteg lehetőség rejlik benne. 2020 júliusában az Egyesült Államokban csődbe ment A123-as akkumulátorgyártó cég egykori mérnöke, Ijaz megalapította ezt az energiacéget "Our Next Energy" néven. A One 315 alkalmazottjának csaknem egyhatoda az A123 korábbi alkalmazottja, köztük az operatív igazgató.
Az Ijaz célja egy lítium-vas-foszfát-akkumulátorokra összpontosító vállalat működtetése, és ezzel az Egyesült Államokban az elektromos járművek széleskörű használatának három fő akadályát kezeli: a futásteljesítmény miatti szorongást, az akkumulátorbiztonsági problémákat és a versenyezni képes akkumulátor-óriások hiányát. Ningde Times, LG és Panasonic.
Jelenleg a One 355 millió dollárt gyűjtött be olyan befektetőktől, mint a Bill Gates's Breakthrough Energy Ventures, a BMW Ventures és a Franklin Templeton, a cég értékelése 1,2 milliárd dollár. Tavaly ősszel a michigani kormány legalább 220 millió dollár készpénzt és adókedvezményt adott egy vállalatnak egy 1,6 milliárd dolláros akkumulátorgyártó gyár felépítéséhez Detroit külvárosában, és a tervek szerint 2024-ben kezdik meg a termelést.