Что такое аккумуляторы LFP и почему они скоро появятся в некоторых электромобилях Ford?

В понедельник компания Ford объявила, что планирует установку литий-железо-фосфатных аккумуляторов (LFP) в свой Mustang Mach-E, начиная с конца 2023 календарного года, а в F-150 Lightning — в 2024 календарном году.

Этот сдвиг потенциально приведет к снижению цен на электромобили, хотя это «будет зависеть от того, что произойдет на рынке», по словам главного директора по работе с клиентами Ford Model E Марина Гьяджа.

Руководитель добавил: «Вся цель состоит в том, чтобы сделать их более доступными и доступными».

Электромобили Mach-E Standard Range получат элементы LFP, начиная с конца этого года; Грузовики F-150 Standard Range получат их в начале следующего года, причем смена, возможно, будет происходить по отдельности. Автомобили с увеличенным запасом хода и все, что ориентировано на производительность, останется с существующим химическим составом никель-марганец-кобальт (NMC), который используется в этих моделях сегодня.

С 2026 года элементы LFP для продукции Ford будут поставляться на аккумуляторном заводе в Мичигане, созданном с использованием технологий китайской CATL. Между тем, элементы для этих продуктов, скорее всего, будут поставляться на одном из заводов CATL в Китае.

Ford сравнивает типы аккумуляторов NCM и LFP

Преимущества аккумулятора Ford LFP

Причины перехода на LFP

В презентации в понедельник Форд изложил некоторые причины такого изменения. Аккумуляторы LFP обладают исключительной долговечностью и могут помочь укрепить цепочку поставок, используя при этом меньше востребованных и дорогостоящих материалов и минеральных ресурсов. Кроме того, их можно заряжать от 0% до 100% ежедневно, что не рекомендуется для химических элементов NCM, которые в настоящее время используются в F-150 Lightning, Mustang Mach-E и E-Transit, если не требуется полный диапазон.

Форд также отметил, что из-за этих характеристик батареи LFP также являются предпочтительным выбором для двунаправленной зарядки, как это уже предлагается в домашней системе резервного питания F-150 Lightning.

С другой стороны, элементы LFP обычно медленнее и медленнее заряжаются при самых низких температурах окружающей среды. Они также не лучший выбор для высокой производительности или дальности действия, отчасти потому, что они имеют больший вес при той же энергии; как подчеркнул Ford в приведенной ниже стратегии, он считает, что только батареи LFP в первую очередь удовлетворяют автопарк и часть рынка начального уровня.

Мультихимический подход Ford к аккумуляторам электромобилей

Другой тип литий-ионного аккумулятора

Являясь разновидностью технологии литий-ионных аккумуляторов, элементы LFP используют фосфат лития-железа в качестве катода и графит в качестве электрода. Эти элементы гораздо менее подвержены тепловому выходу из-под контроля, который может вызвать пожар или деградацию из-за перегрева; ряд источников теперь также предполагают, что они служат значительно дольше.

Элементы LFP не зависят от никеля и кобальта, двух материалов, которые являются дорогими, ограничены в поставках и значительно повышают эффективность цепочки поставок.

Примерно пятая часть электромобилей в мире питается от элементов LFP. Технология, разработанная китайской компанией BYD десять лет назад, в своей последней форме получила развитие в аккумуляторе BYD Blade, при этом CATL также является ведущим производителем.

Ford сравнивает форм-факторы аккумуляторов при переходе на LFP

Призматические элементы Ford-CATL LFP для Mach-E, F-150 Lightning

Изменение форм-фактора тоже

Руководители Ford отметили, что химический состав аккумуляторов будет не единственным изменением в автомобилях, переходящих на LFP. Форм-фактор батареи также будет совершенно другим. В этих моделях будут использоваться призматические ячейки, а не пакетные ячейки, используемые в текущих моделях; они также будут больше, отметил Форд, и будут иметь более чем вдвое большую емкость в ампер-часах.

Это означает меньший обмен данными между самими ячейками, что помогает смягчить некоторые потери энергии из этих менее энергоемких ячеек, объяснил Форд.

Форд не объяснил далее, что это означает для будущего в реальной компоновке упаковки или на каком уровне это потенциально означает пропуск модулей или упаковок в будущем. CATL, например, имеет то, что она называет «революционной» конструкцией с водяным охлаждением, которая позволяет компоновке ячеек с впечатляющей плотностью энергии конкурировать с более дорогими типами ячеек.