Perbandingan NMC / NCA Lithium ion Battery dan LFP Baterai

| Jerry Huang

Perbandingan NMC / NCA Lithium ion Battery dan LFP Baterai

Saat ini, ada dua teknologi baterai utama di pasar untuk, lithium besi fosfat (LFP) baterai semua-listrik kendaraan dan baterai lithium NMC / NCA. Kedua jenis bersaing baterai dalam berbagai bidang aplikasi / skenario, dan bidang kompetisi terberat dalam industri kendaraan listrik, yang mengkonsumsi jumlah terbesar dari baterai lithium di Cina.

Ada telah lama perbandingan antara kedua jenis baterai lithium-ion. Perbandingan efektivitas biaya dapat dengan mudah dibuat dengan membandingkan harga dan masukan pasar EV menggunakan di atas baterai. Tapi untuk kinerja baterai, mari kita lihat beberapa rincian baterai NMC / NCA dan baterai LFP dengan menetapkan kondisi, mengamati data eksperimen dari mereka untuk pemahaman yang lebih baik.

Menurut percobaan dari laboratorium baterai, produsen kendaraan listrik, dan produsen baterai lithium-ion, meskipun masing-masing tes mungkin memiliki data yang berbeda halus, kesimpulan dari kelebihan dan kekurangan mereka cenderung menjadi jelas. Lebih penting, pasar telah membuat pilihan sendiri dan itu masih berlangsung.

kepadatan energi ---- Setelah teknologi saat ini, kepadatan energi dari sel tunggal baterai lithium NMC komersial sekitar 200Wh / kg, dan baterai NCA mungkin mendapatkan lebih dari 300Wh / kg segera; sementara kepadatan energi dari baterai lithium LFP pada dasarnya melayang sekitar 100 ~ 110Wh / kg, beberapa mungkin mendapatkan 130 ~ 190Wh / kg, tapi sangat sulit untuk itu melebihi 200Wh / kg. baterai NCA / NMC diterapkan terutama di mobil yang mengkonsumsi lebih sedikit daya dan mendukung kecepatan dan jarak jauh. Secara teoritis, mobil menggunakan NCA baterai lithium dapat berjalan lebih jauh dari mereka yang menggunakan nomor yang sama dari baterai LFP; dan LFP kendaraan sebaiknya dipilih untuk menjadi bus kota saat ini, karena berbagai mereka tidak lama, dan mereka dapat diisi dalam jarak pendek di kota-kota, di mana banyak pengisian tumpukan dapat dengan mudah dibangun.

Ruang pendudukan ---- Pilih BYD untuk bus dan Tesla untuk mobil. Manfaat dari kepadatan energi yang lebih tinggi, sel baterai tunggal NMC / NCA dapat memberikan dua kali lebih banyak ruang sebagai baterai LFP, yang sangat penting untuk mobil dengan ruang terbatas. Jadi kita bisa melihatnya di pasar komersial, Tesla fokus pada NMC / baterai NCA, dan BYD memproduksi baterai LFP. Jadi ada pepatah di pasar EV China, "Pilih BYD untuk bus dan Tesla untuk mobil". Sementara tahun ini pada bulan Maret 2020, BYD mengumumkan baterai LFP baru mereka menghemat ruang 50% dari paket mereka sebelumnya, dan mendapat penjualan positif dengan mereka sedan Han EV diinstal dengan Baterai Blade. Pada saat yang sama, Tesla meluncurkan model baru mereka didukung oleh baterai LFP dari CATL juga.

Keselamatan ---- Paling penting dari semua, alasan untuk memilih baterai LFP untuk bus kota menjadi perhatian penting dari keselamatan. Ada banyak kecelakaan api dengan mobil Tesla dari konsumen karena Tesla Model S dibawa ke pasar, meskipun alasan langsung dari api mungkin berbeda. Salah satu alasannya adalah bahwa baterai Tesla terdiri dari lebih dari 7.000 unit baterai lithium Panasonic / Tesla NCA. Jika unit-unit ini atau seluruh baterai memiliki hubungan pendek internal mereka dapat menghasilkan nyala api terbuka bahkan api besar, terutama dalam kecelakaan mobil; untungnya itu membaik. Sementara bahan LFP akan jauh lebih kecil kemungkinannya membakar menghadapi sirkuit pendek, dan ketahanan suhu yang tinggi jauh lebih baik daripada baterai lithium NCA / NMC.

Suhu rendah & tahan suhu tinggi ---- The lithium iron phosphate (LFP) baterai memiliki kinerja yang lebih baik untuk ketahanan suhu tinggi, sementara NCA / NMC lebih baik untuk ketahanan suhu yang rendah. Mari saya memperkenalkan salah satu contoh. Pada suhu -20 ℃, baterai lithium NMC dapat melepaskan 70,14% dari kapasitasnya; sedangkan lithium besi fosfat (LFP) baterai hanya dapat melepaskan 54,94%. Tegangan discharge dataran tinggi baterai lithium NMC jauh lebih tinggi, dan itu dimulai lebih awal dari itu dari baterai LFP pada suhu rendah. Oleh karena itu, baterai NMC adalah pilihan yang lebih baik untuk aplikasi pada suhu rendah.

Pengisian efisiensi ---- Efisiensi pengisian baterai lithium NMC / NCA adalah lebih tinggi dari baterai LFP. Pengisian daya baterai lithium mengadopsi saat-kontrol dan metode tegangan kontrol. Artinya, pengisian arus konstan diterapkan pertama, ketika efisiensi saat ini dan pengisian yang tinggi relatif. Setelah baterai lithium mencapai tegangan tertentu, charger yang beralih ke tahap kedua tegangan konstan pengisian, pada periode ini efisiensi saat ini dan pengisian rendah. Untuk mengukur efisiensi pengisian baterai lithium, kami menggunakan rasio antara kapasitas pengisian konstan-saat ini dan kapasitas baterai total, yang disebut “rasio konstan-saat ini”. Data eksperimen pada rasio konstan-saat menunjukkan bahwa ada sedikit perbedaan antara NMC / NCA dan LFP baterai pengisian mereka pada suhu lebih rendah dari 10 ℃, tapi cukup berbeda pada suhu yang lebih tinggi dari itu. Berikut adalah contoh, ketika kita mengisi mereka pada 20 ℃, rasio konstan-saat baterai lithium NMC adalah 52,75%, yaitu lima kali dari lithium besi fosfat (LFP) baterai (10,08%).

siklus hidup ---- Siklus hidup lithium iron phosphate (LFP) baterai lebih baik dari baterai lithium NMC / NCA. Kehidupan teoritis baterai lithium NMC adalah 2000 siklus, tetapi memudar kapasitasnya untuk 60% ketika berjalan 1000 siklus; bahkan yang paling terkenal baterai Tesla NCA hanya dapat mempertahankan 70% dari kapasitas setelah 3000 siklus, sedangkan lithium besi fosfat (LFP) baterai akan tetap 80% setelah 3000 siklus.

Perbandingan di atas memberikan gambaran kasar tentang keuntungan dan kerugian dari baterai NMC / NCA dan baterai LFP. Baterai lithium LFP aman, dengan siklus hidup panjang dan ketahanan yang baik terhadap suhu tinggi; dan baterai lithium NMC / NCA tinggi di kepadatan energi, ringan, efisien dalam pengisian, dengan ketahanan yang baik terhadap suhu rendah. Perbedaan-perbedaan ini membuat mereka dua pilihan utama di pasar untuk aplikasi bervariasi.

Saat ini NMC (jenis Ni-kaya) dan NCA produsen baterai memilih lithium hidroksida monohydrate kelas baterai lithium sebagai sumber untuk bahan katoda. Produksi LFP baterai dengan metode hidrotermal juga menggunakan lithium hidroksida, meskipun sebagian besar produsen baterai LFP memilih lithium karbonat. Berikut adalah gambar dari konsumsi hidroksida lithium di pasar Cina pada tahun 2018, untuk referensi Anda. 2018 Konsumsi Lithium Hidroksida