Gotion obiecuje akumulatory LMFP 240 Wh/kg bez niklu i kobaltu z zasięgiem 1000 km

Przewiduje się, że ważnym kamieniem milowym w rozwoju akumulatorów będą ogniwa związków metalicznych fluoro fosforanowych (LMFP). Firma Gotion dołącza do grona przedsiębiorstw pracujących nad tymi ogniwami, a ich unikalne cechy mogą wywołać rewolucję w branży samochodów elektrycznych. Ogniwa LMFP charakteryzują się znacznym wzrostem gęstości energii, niemal dorównując poziomowi ogniw NCM (korzystających z niklu-kobaltu-manganu), przy jednoczesnym unikaniu kontrowersyjnych materiałów.

Prace nad rozwojem tych nowych ogniw mają na celu znaczące zwiększenie wydajności i pojemności baterii, co przyczyni się do poprawy zasięgu i osiągów samochodów elektrycznych. Innowacyjne ogniwa LMFP oferują obiecujące perspektywy dla przyszłości elektromobilności, eliminując jednocześnie potencjalne problemy związane z eksploatacją kontrowersyjnych surowców.  Na dzisiejszym rynku dostępność baterii litowych jest ogólnie szeroka. Jednak w dziedzinie elektromobilności można dostrzec dwa główne nurty, pomiędzy którymi stara się wcisnąć technologia LMFP. Celem LMFP jest połączenie zalet obu tych nurtów i eliminacja ich wad.

Akumulator, który wykorzystuje katodę na bazie manganu, jest potencjalną ofertą dla grupy producentów samochodów, w tym Volkswagena, dla ich głównych modeli. Nowa bateria może oznaczać wyższą gęstość energii niż konwencjonalne baterie litowo-żelazowo-fosforanowe (LFP) i być tańsza niż te, które opierają się głównie na niklu i kobalcie.

Pierwszy nurt skupia się na technologiach takich jak NCA, NCM i podobne, które wykorzystują kontrowersyjne materiały, takie jak kobalt czy nikiel. Charakteryzują się one wysoką gęstością energii (obecnie w zakresie od około 240 do 300 Wh/kg na poziomie ogniwa). Niestety, są one drogie ze względu na wymienione materiały, a także mogą wiązać się z mniejszym poziomem bezpieczeństwa (konieczność odpowiedniego pakowania i chłodzenia, aby uniknąć ryzyka pożaru). W większości przypadków ich trwałość jest wystarczająca, ale nie zawsze, zwłaszcza gdy nie uwzględnia się odpowiednio wielkości akumulatora. Ponadto, zaleca się unikanie ładowania ich do pełna, aby przedłużyć ich żywotność.

Drugim nurtem są akumulatory oparte na technologii LFP (żelazno-fosforanowe), które charakteryzują się wykorzystaniem żelaza. Są one uważane za nieco bardziej ekologiczne i posiadają znacznie dłuższą żywotność, w teorii przewyższającą długość życia większości pojazdów elektrycznych (choć proces starzenia wciąż stanowi niewiadomą). Akumulatory LFP tolerują ładowanie do pełna bez większych problemów. Należy jednak zauważyć, że nie są one zbyt odporne na niskie temperatury (nawet mniej niż pierwszy nurt) i charakteryzują się stosunkowo niską gęstością energii (zwykle około 160-170 Wh/kg). W rezultacie są one najczęściej stosowane w podstawowych modelach samochodów elektrycznych (np. wersje Standard Range Tesli, wiele chińskich samochodów), podczas gdy modele z większymi bateriami wykorzystują technologie NMC/NCA. Ze względu na niższą gęstość energii, choć przechowują mniej energii, samochody z akumulatorami LFP mają zbliżoną masę do tych z większymi bateriami (w kWh). Niemniej jednak, ze względu na ich niską cenę, są one również stosowane w podstawowych wariantach samochodów elektrycznych.

Rozważając problemy związane z akumulatorami, warto przyjrzeć się nowym rozwiązaniom oferowanym przez firmę Gotion. Przedstawiono tu nowe ogniwa L600 LMFP oraz pakiet baterii Astroinno, które prezentują się bardzo obiecująco. Gdy porównamy je do istniejących już rozwiązań, takich jak CATL o gęstości energii wynoszącej około 195-205 Wh/kg dla LMFP lub CALB o gęstości 200 Wh/kg, to Gotionowi udało się osiągnąć jeszcze wyższą gęstość wynoszącą nawet 240 Wh/kg. Jest to imponujący wynik dla akumulatora opartego na żelazie, przewyższający obecne ogniwa LFP o połowę. Tak wysoka gęstość energii zbliża się do wartości osiąganych przez słabsze ogniwa NCM/NCA, co sugeruje, że takie akumulatory mogłyby zastąpić nie tylko LFP w samochodach elektrycznych o standardowym zasięgu, ale także NCM/NCA w wersjach o rozszerzonym zasięgu. Gotion wprowadził już tę technologię w wersji o pojemności 140 kWh, co oznacza, że przy niższych kosztach możliwe byłoby obniżenie ceny samochodów elektrycznych nawet w modelach o większym zasięgu. Ponadto, istnieje potencjał dla dalszego wzrostu bezpieczeństwa tych akumulatorów.

Mamy również więcej szczegółów dotyczących akumulatorów Gotion L600. Oprócz imponującej gęstości masy wynoszącej 240 Wh/kg, posiadają one również gęstość objętościową równą 525 Wh/l. To wartość niższa niż typowe ogniwa NCM/NCA, które zazwyczaj osiągają ponad 700 Wh/l. Jeśli chodzi o cały pakiet baterii Astroinno z wykorzystaniem tych ogniw, gęstość energii wynosi około 190 Wh/kg (na przykład akumulator o pojemności 100 kWh ważyłby 526 kg, natomiast wspomniany akumulator o pojemności 140 kWh, pozwalający na zasięg około 1000 km, waży 737 kg). Mimo wszystkich postępów, waga ta nadal jest wysoka, ale w porównaniu do tradycyjnych akumulatorów LFP byłoby to nieco ponad tonę. Producent twierdzi, że zastosowanie warstwowej konstrukcji, dwustronnego chłodzenia cieczą i minimalistycznego designu pozwoliło zaoszczędzić 45% elementów konstrukcyjnych i zmniejszyć wagę o 32%.

Jeśli chodzi o żywotność, akumulatory Gotion L600 mają deklarowaną żywotność wynoszącą 4000 cykli przy temperaturze pokojowej. Dla samochodu o rzeczywistym zasięgu 400 km oznaczałoby to około 1,45 miliona kilometrów. Jednak w przypadku wysokich temperatur żywotność spada do 1800 cykli, co nadal daje żywotność około 650 000 km przy tym samym zasięgu 400 km. Rozpoczęcie produkcji tych ogniw przez Gotion jest planowane na rok 2024, jednak zawsze istnieje ryzyko opóźnień, więc być może warto dodać pewien margines czasowy (np. koniec 2024 lub pierwsza połowa 2025). Wiadomo również, że akumulatory będą obsługiwać szybkie ładowanie do 80% w 18 minut, ale nie podano informacji, od jakiego procentu naładowania. Dodatkowo, nawet przy temperaturach -20°C, utrzymają one 88% swojej pojemności, co łagodzi problem mrozu, na który ogniwa LFP są dość wrażliwe.