01 – il fosfato di ferro e litio mostra una tendenza al rialzo

Le batterie al litio presentano i vantaggi di dimensioni ridotte, leggerezza, ricarica rapida e durata. Sono ampiamente utilizzate nelle batterie per telefoni cellulari e automobili. Tra queste, le batterie al litio-ferro-fosfato e le batterie a materiali ternari sono attualmente due delle principali categorie di batterie al litio.

Per soddisfare i requisiti di sicurezza, nel settore delle autovetture e dei veicoli speciali, le batterie al litio-ferro-fosfato, con una tecnologia di prodotto più economica, relativamente più matura e sicura, sono state utilizzate a un ritmo più sostenuto. La batteria al litio ternaria con maggiore energia specifica è ampiamente utilizzata nel settore delle autovetture. In una nuova serie di annunci, la quota di batterie al litio-ferro-fosfato nel settore delle autovetture è aumentata da meno del 20% a circa il 30%.

Il litio ferro fosfato (LiFePO4) è uno dei materiali catodici comunemente utilizzati per le batterie agli ioni di litio. Presenta una buona stabilità termica, un ridotto assorbimento di umidità e ottime prestazioni del ciclo di carica e scarica a piena carica. È al centro della ricerca, produzione e sviluppo nel campo delle batterie agli ioni di litio per l'energia e l'accumulo di energia. Tuttavia, a causa dei limiti della sua struttura, la batteria agli ioni di litio con litio ferro fosfato come materiale positivo presenta una scarsa conduttività, una lenta velocità di diffusione degli ioni di litio e scarse prestazioni di scarica a basse temperature. Ciò si traduce nella bassa percorrenza dei primi veicoli dotati di batterie al litio ferro fosfato, soprattutto in condizioni di bassa temperatura.

Al fine di raggiungere la svolta in termini di chilometraggio di resistenza, soprattutto dopo che la politica di sussidi per i veicoli a nuova energia ha imposto requisiti più elevati in termini di chilometraggio di resistenza, densità energetica, consumo energetico e altri aspetti, sebbene le batterie al litio-ferro-fosfato siano state introdotte sul mercato in precedenza, le batterie al litio ternarie con maggiore densità energetica sono gradualmente diventate la soluzione principale nel mercato dei veicoli per passeggeri a nuova energia. Dall'ultimo annuncio si evince che, sebbene la quota di batterie al litio-ferro-fosfato nel settore dei veicoli per passeggeri sia aumentata, la quota di batterie al litio ternarie è ancora pari a circa il 70%.

02 – la sicurezza è il vantaggio più grande

Il nichel-cobalto-alluminio o il nichel-cobalto-manganese sono generalmente utilizzati come materiali anodici per le batterie al litio ternarie, ma l'elevata attività di questi materiali non solo comporta un'elevata densità energetica, ma comporta anche elevati rischi per la sicurezza. Statistiche incomplete mostrano che nel 2019 il numero di incidenti per autoaccensione di veicoli a nuova energia è stato 14 volte superiore rispetto al 2018, e marchi come Tesla, Weilai, BAIC e Weima hanno registrato in successione un'impennata di incidenti per autoaccensione.

Dall'incidente si evince che l'incendio si verifica principalmente durante il processo di carica, o subito dopo la carica, poiché la batteria aumenta di temperatura durante il funzionamento a lungo termine. Quando la temperatura della batteria al litio ternario supera i 200 °C, il materiale positivo si decompone facilmente e la reazione di ossidazione porta a una rapida fuga termica e a una combustione violenta. La struttura olivina del litio ferro fosfato garantisce un'elevata stabilità termica e la sua temperatura di fuga raggiunge gli 800 °C, con una minore produzione di gas, quindi è relativamente più sicuro. Questo è anche il motivo per cui, per motivi di sicurezza, gli autobus a nuova energia utilizzano generalmente batterie al litio ferro fosfato, mentre gli autobus a nuova energia che utilizzano batterie al litio ternario non possono temporaneamente essere inseriti nel catalogo dei veicoli a nuova energia per la promozione e l'applicazione.

Di recente, due veicoli elettrici di Changan Auchan hanno adottato batterie al litio-ferro-fosfato, diverse da quelle delle aziende automobilistiche tradizionali. I due modelli di Changan Auchan sono un SUV e un monovolume. Xiong Zewei, vicedirettore generale del Chang'an Auchan Research Institute, ha dichiarato al giornalista: "Questo segna l'ingresso ufficiale di Auchan nell'era dell'energia elettrica, dopo due anni di sforzi".

Per quanto riguarda l'utilizzo della batteria al litio-ferro-fosfato, Xiong ha affermato che la sicurezza dei veicoli a nuova energia è sempre stata uno dei "punti dolenti" degli utenti, e anche la più preoccupata dalle aziende. In considerazione di ciò, il pacco batteria al litio-ferro-fosfato montato sulla nuova auto ha superato i test limite di cottura a fiamma a oltre 1300 °C, di resistenza a basse temperature di -20 °C, di resistenza a una soluzione salina al 3,5%, di resistenza a un impatto con pressione esterna di 11 kN, ecc., e ha ottenuto la soluzione di sicurezza "quattro volte superiore" ovvero "nessuna paura del caldo, nessuna paura del freddo, nessuna paura dell'acqua, nessuna paura degli urti".

Secondo quanto riportato, il Changan Auchan x7ev è dotato di un motore sincrono a magneti permanenti con una potenza massima di 150 kW, con un'autonomia di oltre 405 km e una batteria a lunghissima durata con 3000 cicli di ricarica. A temperatura ambiente, basta mezz'ora per integrare l'autonomia di oltre 300 km. "Infatti, grazie al sistema di recupero dell'energia in frenata, l'autonomia del veicolo può raggiungere circa 420 km in condizioni di utilizzo urbano", ha aggiunto Xiong.

Secondo il piano di sviluppo dell'industria dei veicoli a nuova energia (2021-2035) (Bozza per commenti) pubblicato dal Ministero dell'Industria e dell'Informazione Tecnologica, le vendite di veicoli a nuova energia rappresenteranno circa il 25% entro il 2025. Si può osservare che la quota di veicoli a nuova energia continuerà ad aumentare in futuro. In questo contesto, tra cui Chang'an Automobile, le aziende automobilistiche tradizionali indipendenti stanno accelerando la configurazione del mercato dei veicoli a nuova energia.