5 fatti sulla chimica LFP per le batterie dei veicoli elettrici

La chimica delle batterie al litio ferro fosfato (LFP) sta rompendo le barriere nel mercato dei veicoli elettrici (EV). È pronta a ridefinire la produzione di batterie e le vendite di veicoli elettrici in Nord America ed Europa. È potente, leggero e si ricarica velocemente... ma l'LFP in realtà non è una novità.

1. LFP è un tipo specifico di chimica degli ioni di litio.

La rinascita della chimica LFP per i veicoli elettrici e il suo ruolo nel futuro della mobilità elettrica porta molti a porsi la domanda: quale chimica della batteria è migliore per i veicoli elettrici, litio ferro fosfato o ioni di litio?

Poiché le batterie agli ioni di litio (Li-Ion) sono batterie ricaricabili con cui la maggior parte delle persone probabilmente ha familiarità, sembra la scelta logica. Sono utilizzati in molti oggetti di uso quotidiano, come telefoni cellulari, computer portatili e veicoli elettrici che circolano oggi su strada. Ma quando si discutono i pro e i contro di ciascuna batteria per veicoli elettrici, non è una gara tra batterie LFP e batterie agli ioni di litio.

La famiglia di batterie agli ioni di litio contiene diversi tipi di batterie che prendono il nome dal loro catodo; LFP fa parte di quella famiglia. E mentre un LFP è una batteria agli ioni di litio, non tutti gli ioni di litio sono LFP. Altre batterie agli ioni di litio includono la batteria al nichel manganese cobalto ossido (NMC) e la batteria al litio nichel cobalto ossido di alluminio (NCA). Entrambi sono già ampiamente utilizzati nei veicoli elettrici.

2. La “F” in LFP sta per ferro.

Fatto divertente! Le batterie prendono generalmente il nome dalle sostanze chimiche utilizzate nel catodo e una batteria LFP utilizza un materiale catodico costituito dal composto inorganico litio ferro fosfato, con la formula LiFePO4. La "F" deriva da "Fe", la tavola periodica degli elementi, simbolo chimico del ferro. Fe deriva dalla parola latina per ferro, ferrum. Potresti anche vedere un LFP denominato batteria al litio ferro fosfato.

3. Gli LFP possono essere addebitati al 100%.

Mantenere in salute la batteria di un veicolo elettrico è necessario se il tuo veicolo elettrico vuole vivere una vita lunga e felice. Se il tuo veicolo elettrico ha una batteria NMC o NCA, uno dei modi più semplici per farlo è NON caricare la batteria al 100% ogni giorno. Ciò impedisce l'invecchiamento accelerato del calendario, l'invecchiamento naturale di una batteria che si verificherà indipendentemente dal fatto che sia in uso o meno. Caricare un NMC o NCA al 100% mette le batterie in uno stato di carica estremo. Poiché le batterie trasformano l'energia chimica in elettricità, una batteria è intrinsecamente instabile quando è completamente carica. Nel complesso, è considerata la migliore pratica evitare una carica molto alta e scarsa, con l'80% che rappresenta la capacità standard della batteria per una durata ottimale.

Tuttavia, le batterie LFP sono un'eccezione a questo standard di ricarica. Gli LFP hanno il 100% della loro capacità disponibile, il che significa che possono essere caricati completamente senza causare un degrado accelerato della batteria. Questo grazie al catodo della batteria.

Il legame fosforo-ossigeno nel catodo LFP è più forte del legame metallo-ossigeno in altri materiali catodici. Questo legame ostacola il rilascio di ossigeno e richiede più energia e una temperatura più elevata per la fuga termica. Ciò rende la batteria più stabile per essere conservata a piena carica.

4. Gli LFP sono un'opzione a basso costo.

I veicoli elettrici sono popolari e la domanda da parte di più aziende di passare dai motori a combustione interna alle batterie continua ad aumentare. Tuttavia, anche se la domanda aumenta, la costruzione di un veicolo elettrico costa ancora di più rispetto ai tradizionali motori diesel a causa della produzione di batterie.

La produzione di batterie NMC e NCA richiede nichel e cobalto, due materiali la cui estrazione costa parecchio. Il costo per l’acquisto di entrambi i materiali è già elevato. Tuttavia, la crescente carenza di nichel e la produzione di cobalto portata ai suoi limiti rappresentano una sfida per la produzione di batterie NMC e NCA e per renderle accessibili per l’integrazione nei veicoli elettrici.

Le batterie LFP, d'altra parte, attualmente aggirano i problemi della catena di approvvigionamento e i prezzi gonfiati perché il nichel e il cobalto non sono necessari per il catodo. Il catodo di un LFP è realizzato con materiali abbondanti sulla terra. Il fosfato di ferro di litio è un composto cristallino che appartiene alla famiglia dei minerali di olivina. Poiché la famiglia dell'olivina è un componente primario del mantello superiore della Terra, la LFP è più facilmente disponibile per l'estrazione a un costo inferiore.

5. Il 17% del mercato globale dei veicoli elettrici è alimentato da LFP.

Le batterie al litio ferro fosfato sono venute alla luce per la prima volta nel 1996, quindi non sorprende che questa chimica della batteria sia già presente nel mercato dei veicoli elettrici. Scoperto da Il gruppo di ricerca di John Bannister Goodenough presso l'Università del Texas, le batterie LFP hanno ottenuto il riconoscimento per la loro vasta gamma di vantaggi. Anche con caratteristiche vantaggiose, gli LFP non hanno sperimentato la loro prima adozione su larga scala fino a 10 anni dopo, quando sono diventati i preferiti del settore per l'elettronica.

La tecnologia LFP è migliorata nel corso degli anni e ora può essere trovata in una gamma più ampia di applicazioni, dalle motociclette ai dispositivi solari fino alle auto elettriche. Il 17% del mercato globale dei veicoli elettrici è già alimentato da LFP, ma questa chimica delle batterie è pronta a fare il prossimo grande passo avanti con l’adozione su larga scala in diverse applicazioni su strada come autobus elettrici e camion elettrici. Le LFP hanno una minore densità energetica, hanno costi di produzione inferiori e sono più facili da produrre rispetto ad altri tipi di batterie agli ioni di litio e al piombo.

Gli avvertimenti di una carenza di forniture di litio minacciano di farlo tagliare le previsioni di vendita globali di veicoli elettrici nel 2030, ma anche questo non sembra rallentare lo slancio dell'adozione delle batterie LFP nei veicoli elettrici. La chimica della batteria LFP rimane più facile da produrre ea un costo inferiore. La loro ricarica efficiente, il minor costo di proprietà, l'atossicità, il lungo ciclo di vita e le eccellenti caratteristiche di sicurezza li rendono i preferiti dalla folla per il futuro del trasporto elettrico.