動力バッテリーは電気自動車の心臓部とも呼ばれ、電気自動車用バッテリーのブランド、材質、容量、安全性能などは、電気自動車を評価する上で重要な「寸法」と「パラメータ」となっています。現在、電気自動車のバッテリーコストは、一般的に車両全体の30％～40％を占めており、まさにコアアクセサリーと言えるでしょう。
現在、市場で主流となっている電気自動車用動力電池は、大きく分けて三元系リチウム電池とリン酸鉄リチウム電池の2種類に分けられます。以下では、これらの2つの電池の違いと長所・短所を簡単に分析してみましょう。
1. 異なる素材：
「三元リチウム」や「リン酸鉄リチウム」と呼ばれる理由は、主に動力電池の「正極材料」の化学元素を指しています。
「三元リチウム」
正極材料には、リチウム電池用三元系正極材料であるニッケルコバルトマンガン酸リチウム（Li(NiCoMn)O2）が使用されています。この材料は、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウムのそれぞれの長所を兼ね備え、3つの材料からなる三相共晶系を形成しています。三元系の相乗効果により、その総合的な性能は単一の複合化合物よりも優れています。
「リン酸鉄リチウム」
リン酸鉄リチウムを正極材に用いたリチウムイオン電池を指します。コバルトなどの貴金属元素を含まず、原料価格が安く、リンと鉄の資源が地球上に豊富に存在するため供給問題がないことが特徴となっています。
まとめ
三元系リチウム材料は希少であり、電気自動車の急速な発展に伴い価格が上昇しています。価格が高く、上流の原材料によって大きく制約されています。これが現在の三元系リチウムの特徴です。
リン酸鉄リチウムは、希少金属・貴金属の使用量が少なく、安価で豊富な鉄を主成分とするため、三元系リチウム電池よりも安価で、上流の原材料の影響を受けにくいという特徴があります。
2. 異なるエネルギー密度：
「三元リチウム電池」：より活性な金属元素を使用しているため、主流の三元リチウム電池のエネルギー密度は一般的に（140wh/kg～160wh/kg）であり、ニッケル比率の高い三元電池（160wh/kg）よりも低い。～180 wh/kg)、重量エネルギー密度は 180Wh～240Wh/kg に達することもあります。
「リン酸鉄リチウム」：エネルギー密度は一般的に 90～110 W/kg ですが、ブレードバッテリーなどの革新的なリン酸鉄リチウムバッテリーの中には、最大 120W/kg～140W/kg のエネルギー密度を持つものもあります。
まとめ
「三元リチウム電池」が「リン酸鉄リチウム」に対して持つ最大のメリットは、エネルギー密度が高く、充電速度が速いことです。
3. 異なる温度適応性：
耐低温性：
三元リチウム電池：三元リチウム電池は優れた低温性能を有し、-20℃でも通常の電池容量の約70%～80%を維持できます。°C.
リン酸鉄リチウム：低温耐性なし：温度が-10℃以下の場合°C,
リン酸鉄リチウム電池は非常に早く劣化します。-20℃では、通常の電池容量の約50%から60%しか維持できません。°C.
まとめ
「三元系リチウム電池」と「リン酸鉄リチウム」には温度適応性に大きな差があり、「リン酸鉄リチウム」は高温に強く、「三元系リチウム電池」は低温に強いため、北方地域や冬季でも電池寿命が長くなります。
4. 寿命の違い
残存容量/初期容量 = 80% をテストの終了点として使用する場合は、次のようにテストします。
リン酸鉄リチウム電池パックは、鉛蓄電池や三元系リチウム電池よりも長いサイクル寿命を有しています。当社の車載用鉛蓄電池の「最長寿命」は約300回です。三元系リチウム電池は理論上は最大2,000回の使用が可能ですが、実際の使用では約1,000回で容量が60%まで低下します。一方、リン酸鉄リチウム電池の実際の寿命は2,000回ですが、この時点ではまだ95%の容量が残っており、その概念的なサイクル寿命は3,000回以上に達します。
まとめ
動力電池は電池の技術的頂点です。どちらのタイプのリチウム電池も比較的耐久性に優れています。理論上、三元リチウム電池の寿命は2,000回の充放電サイクルです。1日に1回充電したとしても、5年以上使用できます。
5. 価格が異なります:
リン酸鉄リチウム電池は貴金属材料を含まないため、原材料コストを非常に低く抑えることができます。三元系リチウム電池は、正極材料としてニッケルコバルトマンガン酸リチウム、負極材料としてグラファイトを使用しているため、リン酸鉄リチウム電池よりもコストがはるかに高くなります。
三元系リチウム電池は、主に「ニッケルコバルトマンガン酸リチウム」または「ニッケルコバルトアルミン酸リチウム」の三元系正極材料を正極として用いており、原料としては主にニッケル塩、コバルト塩、マンガン塩が用いられています。これら2つの正極材料に含まれる「コバルト元素」は貴金属です。関連ウェブサイトのデータによると、コバルト金属の国内参考価格は41.3万元/トンで、原材料の減少に伴い価格は上昇を続けています。現在、三元系リチウム電池のコストは0.85～1元/Whで、市場の需要に応じて上昇傾向にあります。貴金属元素を含まないリン酸鉄リチウム電池のコストは0.58～0.6元/Wh程度です。
まとめ
「リン酸鉄リチウム」はコバルトなどの貴金属を含まないため、価格は三元系リチウム電池の0.5～0.7倍に過ぎず、価格が安いことがリン酸鉄リチウムの大きな利点です。
要約する
近年、電気自動車が隆盛を極め、自動車開発の未来の方向性を象徴し、消費者にますます優れた体験を提供している理由は、主に動力電池技術の継続的な発展によるものです。
投稿日時: 2023年10月28日
