by Οι πρώτες ύλες έχουν μεγάλη σημασία
Επί του παρόντος, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενες μπαταρίες για ηλεκτρικά οχήματα.
Φορτίζονται και αποφορτίζονται από ιόντα λιθίου που κινούνται μεταξύ της ανόδου και της καθόδου της μπαταρίας, αυτό που ονομάζουμε συν και πλην στις κανονικές μπαταρίες ΑΑ.
Αυτές οι μπαταρίες είναι ιδανικές για ηλεκτρικά αυτοκίνητα επειδή είναι ελαφριές, φορτίζονται γρήγορα, διαρκούν πολύ και έχουν υψηλή ενεργειακή πυκνότητα. Το τελευταίο σημαίνει ότι μπορούν να αποθηκεύσουν πολλή ενέργεια σε ένα μικρό χώρο, επιτρέποντας στα αυτοκίνητα να διανύουν μεγάλες αποστάσεις με μία μόνο φόρτιση.
Στις μπαταρίες, τα ιόντα λιθίου συνδυάζονται με άλλες πρώτες ύλες, καθεμία από τις οποίες έχει πολλά πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα.
Και οι δύο ειδικοί που πήραμε συνέντευξη αποκαλούν τις μπαταρίες NMC και LFP ως τις καλύτερες για ηλεκτρικά αυτοκίνητα σήμερα.
Τα NMC αποτελούνται από λίθιο, νικέλιο, μαγγάνιο και κοβάλτιο, ενώ τα LFP αποτελούνται από λίθιο, σίδηρο και φωσφορικά άλατα. Η διαφορά στα υλικά οδηγεί επίσης σε σημαντικές διαφορές στις ιδιότητες.
«Το κοβάλτιο και το νικέλιο δίνουν στην μπαταρία NMC υψηλή ενεργειακή πυκνότητα, πράγμα που σημαίνει ότι το ηλεκτρικό αυτοκίνητο έχει μεγάλη αυτονομία. Ο φωσφορικός σίδηρος λιθίου δίνει στην μπαταρία LFP χαμηλότερη ενεργειακή πυκνότητα, αλλά είναι φθηνότερη και πιο βιώσιμη στην παραγωγή», λέει η Dorthe Ravnsbæk, καθηγήτρια χημείας υλικών στο Πανεπιστήμιο Aarhus της Δανίας και ερευνήτρια στον τομέα των βιώσιμων επαναφορτιζόμενων μπαταριών.
Εν ολίγοις, οι πρώτες ύλες των μπαταριών επηρεάζουν την εμβέλεια, την τιμή αγοράς και τη βιωσιμότητα του ηλεκτρικού αυτοκινήτου. Επομένως, εάν αγοράζετε ηλεκτρικό αυτοκίνητο αύριο, είναι έξυπνο να ελέγξετε ποια μπαταρία έχει τοποθετηθεί.
«Εάν μπορείτε να ζήσετε με περιορισμένη εμβέλεια, οι μπαταρίες LFP είναι μια καλή επιλογή για ένα προσιτό ηλεκτρικό αυτοκίνητο. Εάν η μεγάλη εμβέλεια είναι σημαντική, οι μπαταρίες που περιέχουν κοβάλτιο όπως το NMC δεν μπορούν να αγνοηθούν», λέει ο Erik Schaltz, πολιτικός μηχανικός και ερευνητής ηλεκτροκίνησης στο Ενεργειακό Ινστιτούτο του Πανεπιστημίου Aalborg της Δανίας.
Παγκοσμίως, το 60% όλων των ηλεκτρικών αυτοκινήτων τροφοδοτείται από μπαταρία NMC. Αυτό περιλαμβάνει Skoda Enyag, Volkswagen ID.4 και Polestar.
Αλλά το LFP βρίσκεται σε άνοδο και χρησιμοποιείται σε ορισμένα ηλεκτρικά αυτοκίνητα Tesla και το MG ZS EV.
Το Model Y και το Model 3 της Tesla, τα δύο ηλεκτρικά αυτοκίνητα με τις μεγαλύτερες πωλήσεις στην Ευρώπη, χρησιμοποιούν αυτήν τη στιγμή και τους δύο τύπους μπαταριών: τα τυπικά μοντέλα LFP και τα μοντέλα NMC μεγάλης εμβέλειας.
Διαφωνία για τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας
Σύμφωνα με τις αυτοκινητοβιομηχανίες, τόσο οι μπαταρίες NMC όσο και οι μπαταρίες LFP μπορούν να διαρκέσουν από 3.000 έως 5.000 φορτίσεις.
Αυτό δεν σημαίνει ότι η μπαταρία δεν θα λειτουργεί πλέον αργότερα. Η διάρκεια ζωής αναφέρεται στο χρόνο κατά τον οποίο η χωρητικότητα της μπαταρίας μειώνεται σταδιακά και δεν μπορεί πλέον να κρατήσει την ίδια ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας όπως όταν ήταν καινούργια.
Η μπαταρία LFP είναι γνωστό ότι έχει ελαφρώς μεγαλύτερη διάρκεια ζωής από άλλες μπαταρίες.
Αλλά σύμφωνα με τους ειδικούς αυτό δεν ισχύει σε όλες τις περιπτώσεις.
«Στα χαρτιά, τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα με μπαταρίες LFP έχουν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής από αυτά με NMC, επειδή οι πρώτες ύλες αποσυντίθενται λιγότερο γρήγορα κατά τη φόρτιση. Αλλά η μπαταρία LFP είναι συνήθως λιγότερο ενεργειακά αποδοτική από τις συστοιχίες μπαταριών με βάση το κοβάλτιο, όπου ο στόχος είναι η μεγάλη διάρκεια λειτουργίας. Επομένως, η μπαταρία LFP φορτώνεται σχετικά πιο βαριά από την μπαταρία NMC», λέει ο Schaltz.
Αν και τα LFP είναι γνωστά για τη μεγαλύτερη διάρκεια ζωής τους, ο Ravnsbæk γνωρίζει πολλά αυτοκίνητα NMC που διαρκούν εξίσου.
Οι καλές συνήθειες φόρτισης μπορούν να προάγουν τη μακροζωία
Τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα με NMC μπορούν συνήθως να φορτίζουν με υψηλότερη ισχύ από τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα με LFP, επειδή οι μπαταρίες LFP έχουν χαμηλότερη ενεργειακή πυκνότητα από τις μπαταρίες NMC.
Ως αποτέλεσμα, η συνολική ποσότητα ενέργειας που προέρχεται από μια μπαταρία LFP θα είναι μικρότερη από αυτή μιας μπαταρίας NMC ίδιου βάρους.
Επιπλέον, το NMC είναι λιγότερο ευαίσθητο στις χαμηλές θερμοκρασίες, καθιστώντας τη φόρτιση ταχύτερη και ασφαλέστερη σε ψυχρά κλίματα από το LFP.
Όμως οι ειδικοί επισημαίνουν ότι η διάρκεια ζωής των μπαταριών εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον τρόπο φόρτισής τους.
«Η μπαταρία LFP μπορεί να χειριστεί μια πλήρη φόρτιση καλύτερα από το NMC. Κατ’ αρχήν, είναι δυνατή η ημερήσια φόρτιση των μπαταριών NMC στο 80-90%, και, εάν είναι απαραίτητο, στο 100%, αλλά αυτό δεν πρέπει να γίνεται τυπικά. Ένα LFP μπορεί να χειριστεί την πλήρη φόρτιση ανά πάσα στιγμή. Αυτό έχει να κάνει με το υλικό της μπαταρίας. Όταν φορτίζετε πλήρως το NMC, λαμβάνετε πολύ λίθιο και η δομή LFP μπορεί να το χειριστεί καλύτερα από τη δομή NMC», λέει ο Ravnsbæk.
Επιπλέον, η γρήγορη φόρτιση μπορεί να έχει σημαντικό αντίκτυπο στις τρέχουσες μπαταρίες ηλεκτρικών αυτοκινήτων.
«Ορισμένες μπαταρίες είναι πιο ευαίσθητες στη γρήγορη φόρτιση από άλλες. Εάν σπάνια χρειάζεστε γρήγορη φόρτιση επειδή συνήθως το φορτίζετε αργά στο σπίτι στο γκαράζ, δεν χρειάζεται να το λάβετε υπόψη όταν αγοράζετε ένα αυτοκίνητο», λέει ο Schaltz.
Η επιστήμη σε εικόνες Έγραψα προηγουμένως για μια μελέτη 13.000 Teslas, η οποία έδειξε εκπληκτικά ότι η γρήγορη φόρτιση δεν μειώνει τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας. Αλλά η μακρά εμπειρία της Tesla στη ρύθμιση της θερμοκρασίας της μπαταρίας θα μπορούσε επίσης να παίξει ρόλο σε αυτό.
