La sussidiaria di Lithium Australia VSPC ha sviluppato una nuova cella della batteria LFMP senza cobalto. LFMP è la versione ad alta tensione di LFP (LiFePO4) e dovrebbe diventare il suo successore.
Vediamo alcuni punti salienti del comunicato stampa.
VSPC ha compiuto progressi significativi verso il miglioramento della densità di energia delle celle LFP LIB regolando i suoi processi di produzione proprietari per incorporare manganese nel materiale catodico attivo durante la produzione.
Curve di scarica delle celle della batteria LFP (sinistra) e LMFP (destra) da VSPC
VSPC ha prodotto con successo celle della batteria LMFP per i test. Queste celle, in virtù del loro voltaggio più elevato, forniscono una densità di energia maggiore rispetto a quella delle celle LFP standard.
Le curve di scarica seguenti si riferiscono a celle prodotte da LFP prodotto da VSPC (a sinistra) e LMFP prodotto da VSPC (a destra). L'erogazione di tensione più elevata delle celle LMFP comporta un aumento della densità di energia fino al 25% rispetto alle celle LFP. A livello globale, i principali produttori di celle LFP si stanno impegnando per ottenere aumenti simili nella densità di energia introducendo il manganese come componente della loro polvere catodica.
I LIB possono essere suddivisi in una serie di categorie in base alla struttura cristallina dei materiali catodici che contengono.
Attualmente, i tipi di LIB più comunemente usati nei veicoli elettrici ("EV") sono nichelcobalto manganese ("NCM") e alluminio nichel cobalto ("NCA"). Sia NCM che NCA hanno una struttura a spinello (ossido) caratterizzata da legami chimici relativamente a bassa resistenza. LFP e LMFP, invece, sono composti da fosfati (strutture cristalline simili all'olivina) con forze di legame eccezionalmente elevate. È questa proprietà fisica fondamentale che si traduce nelle caratteristiche superiori (tra cui stabilità termica e lunga durata) delle LIB di tipo LFP e LMFP.
Preludio alla ricarica rapida delle batterie per applicazioni di trasporto, VSPC prevede di sviluppare un caricare la batteria per applicazioni di trasporto (vedi avviso 12 febbraio 2020). Il suo recente successo nel testare le celle LMFP dimostra il potenziale del processo di produzione brevettato di VSPC per sintetizzare LMFP per queste applicazioni. Grazie alla sua maggiore densità di energia, LMFP dovrebbe ridurre l'ansia da autonomia associata alle formulazioni LFP standard progettate per veicoli elettrici.
Essere in grado di produrre LIB ad alte prestazioni senza la necessità di nichel o cobalto ha molti vantaggi, la sicurezza è fondamentale. Oltre a ciò, l'uso di prodotti sfusi comuni come manganese, ferro e fosforo riduce i costi. L'accesso a catene di approvvigionamento molto più affidabili è un ulteriore vantaggio.
La commercializzazione di LMFP per la produzione di LIB eliminerebbe la necessità di materiali provenienti da regioni in cui l'abuso dei diritti umani (compreso l'uso del lavoro minorile) è diffuso.
Inoltre, come notato, l'utilizzo di materiali derivati da materiali di scarto industriali e utilizzati le batterie per creare precursori di nuove LIB di tipo LFP o LMFP possono migliorare la sostenibilità e ridurre il rischio della catena di approvvigionamento.
Le curve di scarica delle celle della batteria con catodi LFP e LFMP sono molto diverse. Mentre le celle della batteria LFP mantengono una curva di tensione piatta da quasi piena a quasi vuota, le celle della batteria LFMP hanno una forte caduta di tensione a circa il 50% del SoC (Stato di carica).
Quando le celle della batteria hanno curve di scarica diverse, richiedono anche algoritmi BMS (Battery Management System) e GOM (Guess-o-Meter) diversi. Questo è qualcosa che di recente è diventato abbastanza chiaro nella Tesla Model 3 SR+ prodotta in Cina.
Il Tesla Model 3 SR+ MIC ha avuto le sue celle della batteria NCM 811 iniziali di LG Chem sostituite da celle della batteria LFP di CATL e ora il GOM non fornisce stime di autonomia affidabili. Ora Tesla ha bisogno di raccogliere i dati dalle nuove auto per apportare alcune modifiche al BMS e al GOM, quindi può risolvere questo problema con un aggiornamento del firmware OTA (Over-the-Air).
Ad ogni modo, LFMP e LNMO sono le due tecnologie di batterie prive di cobalto più promettenti per il prossimo futuro e dovrebbero essere disponibili già il prossimo anno. Sono estremamente sicuri, convenienti e hanno una densità energetica decente. Tuttavia, le batterie LFP stanno migliorando e con la loro comprovata affidabilità mi aspetto che siano in circolazione per un po' di tempo.
