แบตเตอรี่ไฟฟ้าถือเป็นหัวใจสำคัญของรถยนต์ไฟฟ้า โดยแบรนด์ วัสดุ ความจุ ประสิทธิภาพความปลอดภัย ฯลฯ ของแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า ได้กลายเป็น “ขนาด” และ “พารามิเตอร์” สำคัญในการวัดค่ารถยนต์ไฟฟ้า ปัจจุบันแบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้ามีราคาอยู่ที่ประมาณ 30-40% ของราคารถยนต์ไฟฟ้าทั้งหมด ซึ่งถือเป็นอุปกรณ์เสริมหลัก!
ปัจจุบัน แบตเตอรี่พลังงานหลักที่ใช้ในรถยนต์ไฟฟ้าในท้องตลาดแบ่งออกเป็นสองประเภท ได้แก่ แบตเตอรี่ลิเธียมเทอร์นารี และแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต ต่อไป ผมจะวิเคราะห์ความแตกต่าง ข้อดี และข้อเสียของแบตเตอรี่ทั้งสองประเภทโดยสังเขป:
1. วัสดุที่แตกต่างกัน:
เหตุผลที่เรียกว่า "ลิเธียมไตรภาค" และ "ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต" ส่วนใหญ่หมายถึงองค์ประกอบทางเคมีของ "วัสดุอิเล็กโทรดบวก" ของแบตเตอรี่พลังงาน
"ลิเธียมเทอร์นารี":
วัสดุแคโทดใช้วัสดุแคโทดแบบเทอร์นารีลิเธียมนิกเกิลโคบอลต์แมงกาเนต (Li(NiCoMn)O2) สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียม วัสดุนี้ผสานข้อดีของลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์ ลิเธียมนิกเกิลออกไซด์ และลิเธียมแมงกาเนต เข้าด้วยกัน ก่อให้เกิดระบบยูเทคติกสามเฟสของวัสดุทั้งสามชนิด ด้วยคุณสมบัติการเสริมฤทธิ์แบบเทอร์นารี ทำให้ประสิทธิภาพโดยรวมของวัสดุนี้ดีกว่าสารประกอบแบบผสมใดๆ
"ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต":
หมายถึงแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ใช้ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตเป็นวัสดุแคโทด คุณสมบัติของแบตเตอรี่ชนิดนี้คือไม่มีส่วนผสมของโลหะมีค่า เช่น โคบอลต์ ราคาวัตถุดิบต่ำ และมีทรัพยากรฟอสฟอรัสและเหล็กอุดมสมบูรณ์บนโลก จึงไม่เกิดปัญหาด้านอุปทาน
สรุป
วัสดุลิเธียมเทอร์นารีกำลังขาดแคลนและกำลังเพิ่มขึ้นตามการพัฒนาอย่างรวดเร็วของรถยนต์ไฟฟ้า ราคาของวัสดุเหล่านี้สูงและมีข้อจำกัดอย่างมากจากวัตถุดิบต้นน้ำ นี่คือลักษณะเฉพาะของลิเธียมเทอร์นารีในปัจจุบัน
ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต เนื่องจากใช้โลหะหายาก/มีค่าในอัตราส่วนที่ต่ำกว่า และส่วนใหญ่มีราคาถูกและมีปริมาณเหล็กสูง จึงมีราคาถูกกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมแบบเทอร์นารี และได้รับผลกระทบจากวัตถุดิบต้นน้ำน้อยกว่า นี่คือลักษณะเด่นของมัน
2. ความหนาแน่นพลังงานที่แตกต่างกัน:
"แบตเตอรี่ลิเธียมสามองค์ประกอบ": เนื่องจากการใช้ธาตุโลหะที่มีพลังงานมากขึ้น ความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่ลิเธียมสามองค์ประกอบหลักโดยทั่วไปคือ (140 วัตต์ชั่วโมง/กก. ~ 160 วัตต์ชั่วโมง/กก.) ซึ่งต่ำกว่าแบตเตอรี่สามองค์ประกอบที่มีอัตราส่วนนิกเกิลสูง (160 วัตต์ชั่วโมง/กก.180 วัตต์ชั่วโมง/กก.) ความหนาแน่นพลังงานน้ำหนักบางชนิดอาจสูงถึง 180-240 วัตต์ชั่วโมง/กก.
"ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต": โดยทั่วไปความหนาแน่นของพลังงานอยู่ที่ 90-110 วัตต์ต่อกิโลกรัม แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตที่เป็นนวัตกรรมใหม่บางรุ่น เช่น แบตเตอรี่แบบใบมีด มีความหนาแน่นของพลังงานสูงถึง 120 วัตต์ต่อกิโลกรัม-140 วัตต์ต่อกิโลกรัม
สรุป
ข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุดของ "แบตเตอรี่ลิเธียมสามชนิด" เมื่อเทียบกับ "ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต" คือความหนาแน่นของพลังงานสูงและความเร็วในการชาร์จที่รวดเร็ว
3. ความสามารถในการปรับตัวตามอุณหภูมิที่แตกต่างกัน:
ความต้านทานต่ออุณหภูมิต่ำ:
แบตเตอรี่ลิเธียมสามส่วน: แบตเตอรี่ลิเธียมสามส่วนมีประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในอุณหภูมิต่ำและสามารถรักษาความจุแบตเตอรี่ปกติได้ประมาณ 70%~80% ที่ -20°C.
ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต: ไม่ทนต่ออุณหภูมิต่ำ: เมื่ออุณหภูมิต่ำกว่า -10°C,
แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตเสื่อมสภาพเร็วมาก แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตสามารถรักษาความจุแบตเตอรี่ปกติได้เพียง 50% ถึง 60% ที่อุณหภูมิ -20°C.
สรุป
มีข้อแตกต่างอย่างมากในความสามารถในการปรับตัวต่ออุณหภูมิระหว่าง "แบตเตอรี่ลิเธียมสามชนิด" และ "ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต" "ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต" ทนทานต่ออุณหภูมิสูงได้ดีกว่า และ "แบตเตอรี่ลิเธียมสามชนิด" ที่ทนทานต่ออุณหภูมิต่ำจะมีอายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่ดีกว่าในพื้นที่ทางตอนเหนือหรือฤดูหนาว
4. อายุขัยที่แตกต่างกัน:
หากใช้ความจุที่เหลือ/ความจุเริ่มต้น = 80% เป็นจุดสิ้นสุดการทดสอบ ให้ทดสอบ:
แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดและแบตเตอรี่ลิเธียมแบบสามขั้ว แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดที่ติดตั้งในรถยนต์ของเรามีอายุการใช้งานยาวนานที่สุดเพียงประมาณ 300 ครั้งเท่านั้น ในทางทฤษฎีแบตเตอรี่ลิเธียมแบบสามขั้วสามารถใช้งานได้นานถึง 2,000 ครั้ง แต่ในการใช้งานจริง ความจุจะลดลงเหลือ 60% หลังจากใช้งานไปประมาณ 1,000 ครั้ง และแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตมีอายุการใช้งานจริงอยู่ที่ 2,000 ครั้ง ซึ่งยังคงมีความจุอยู่ถึง 95% ในขณะนี้ และอายุการใช้งานตามแนวคิดมีมากกว่า 3,000 ครั้ง
สรุป
แบตเตอรี่กำลังไฟฟ้าถือเป็นเทคโนโลยีขั้นสูงสุด แบตเตอรี่ลิเธียมทั้งสองประเภทมีความทนทานค่อนข้างสูง ในทางทฤษฎี แบตเตอรี่ลิเธียมเทอร์นารีมีอายุการใช้งาน 2,000 รอบการชาร์จและคายประจุ แม้ว่าเราจะชาร์จวันละครั้งก็สามารถใช้งานได้นานกว่า 5 ปี
5. ราคาแตกต่างกัน:
เนื่องจากแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตไม่มีส่วนประกอบของโลหะมีค่า จึงสามารถลดต้นทุนวัตถุดิบได้ต่ำมาก แบตเตอรี่ลิเธียมแบบเทอร์นารีใช้ลิเธียมนิกเกิลโคบอลต์แมงกานีสเป็นวัสดุอิเล็กโทรดบวกและกราไฟต์เป็นวัสดุอิเล็กโทรดลบ จึงมีต้นทุนสูงกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตมาก
แบตเตอรี่ลิเธียมแบบสามขั้วส่วนใหญ่ใช้วัสดุแคโทดสามขั้ว ได้แก่ "ลิเธียมนิกเกิลโคบอลต์แมงกานีส" หรือ "ลิเธียมนิกเกิลโคบอลต์อะลูมิเนต" เป็นขั้วบวก โดยใช้เกลือนิกเกิล เกลือโคบอลต์ และเกลือแมงกานีสเป็นวัตถุดิบหลัก "ธาตุโคบอลต์" ในวัสดุแคโทดทั้งสองชนิดนี้เป็นโลหะมีค่า ข้อมูลจากเว็บไซต์ที่เกี่ยวข้องระบุว่าราคาอ้างอิงโลหะโคบอลต์ภายในประเทศอยู่ที่ 413,000 หยวน/ตัน และด้วยการลดลงของปริมาณวัตถุดิบ ราคาจึงยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ปัจจุบันแบตเตอรี่ลิเธียมแบบสามขั้วมีราคา 0.85-1 หยวน/ชั่วโมง และกำลังเพิ่มขึ้นตามความต้องการของตลาด แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตที่ไม่มีธาตุโลหะมีค่ามีราคาเพียงประมาณ 0.58-0.6 หยวน/ชั่วโมงเท่านั้น
สรุป
เนื่องจาก "ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต" ไม่ประกอบด้วยโลหะมีค่า เช่น โคบอลต์ จึงมีราคาถูกเพียง 0.5-0.7 เท่าของแบตเตอรี่ลิเธียมเทอร์นารี ราคาถูกเป็นข้อได้เปรียบหลักของลิเธียมเหล็กฟอสเฟต
สรุป
เหตุผลที่รถยนต์ไฟฟ้าได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาและเป็นตัวแทนของทิศทางการพัฒนายานยนต์ในอนาคตที่มอบประสบการณ์ที่ดีขึ้นให้กับผู้บริโภค ส่วนใหญ่เป็นเพราะการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีแบตเตอรี่พลังงาน
เวลาโพสต์: 28 ต.ค. 2566
