แบตเตอรี่เปรียบเสมือนหัวใจของรถยนต์ไฟฟ้า ยี่ห้อ วัสดุ ความจุ ประสิทธิภาพด้านความปลอดภัย ฯลฯ ของแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าได้กลายเป็น "มิติ" และ "พารามิเตอร์" ที่สำคัญในการวัดคุณภาพของรถยนต์ไฟฟ้า ปัจจุบัน ต้นทุนของแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าโดยทั่วไปคิดเป็น 30%-40% ของราคารถยนต์ทั้งหมด ซึ่งถือได้ว่าเป็นอุปกรณ์เสริมที่สำคัญที่สุด!
ปัจจุบัน แบตเตอรี่พลังงานหลักที่ใช้ในรถยนต์ไฟฟ้าในท้องตลาดโดยทั่วไปแบ่งออกเป็นสองประเภท ได้แก่ แบตเตอรี่ลิเธียมไตรภาคและแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต ต่อไปนี้จะเป็นการวิเคราะห์ความแตกต่าง ข้อดี และข้อเสียของแบตเตอรี่ทั้งสองประเภทโดยสังเขป:
1. วัสดุที่แตกต่างกัน:
เหตุผลที่เรียกว่า "ลิเธียมไตรนารี" และ "ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต" นั้น ส่วนใหญ่มาจากองค์ประกอบทางเคมีของ "วัสดุขั้วบวก" ของแบตเตอรี่
"ลิเธียมไตรนารี":
วัสดุแคโทดที่ใช้คือลิเธียม นิกเกิล โคบอลต์ แมงกาเนต (Li(NiCoMn)O2) ซึ่งเป็นวัสดุแคโทดแบบสามองค์ประกอบ วัสดุนี้รวมข้อดีของลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์ ลิเธียม นิกเกิลออกไซด์ และลิเธียม แมงกาเนต เข้าด้วยกัน โดยก่อให้เกิดระบบยูเทคติกสามเฟสของวัสดุทั้งสามชนิด เนื่องจากผลเสริมฤทธิ์กันของวัสดุทั้งสามชนิด ทำให้ประสิทธิภาพโดยรวมดีกว่าสารประกอบแบบผสมเดี่ยวใดๆ
"ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต":
หมายถึงแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ใช้ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตเป็นวัสดุขั้วแคโทด คุณลักษณะของมันคือไม่มีส่วนประกอบของโลหะมีค่า เช่น โคบอลต์ ราคาวัตถุดิบต่ำ และทรัพยากรฟอสฟอรัสและเหล็กมีอยู่มากมายในโลก จึงไม่มีปัญหาเรื่องการจัดหา
สรุป
วัสดุลิเธียมไตรนารีมีจำนวนจำกัดและราคาสูงขึ้นอย่างรวดเร็วเนื่องจากการพัฒนาของรถยนต์ไฟฟ้า ราคาของวัสดุเหล่านี้สูงและมีข้อจำกัดอย่างมากจากวัตถุดิบต้นน้ำ นี่คือลักษณะเฉพาะของลิเธียมไตรนารีในปัจจุบัน
แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตนั้นมีราคาถูกกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมแบบสามองค์ประกอบ และได้รับผลกระทบจากวัตถุดิบต้นน้ำน้อยกว่า เนื่องจากใช้โลหะหายาก/โลหะมีค่าในอัตราส่วนที่ต่ำกว่า และส่วนประกอบหลักคือเหล็กซึ่งราคาถูกและมีอยู่มากมาย นี่คือคุณลักษณะเฉพาะของมัน
2. ความหนาแน่นของพลังงานที่แตกต่างกัน:
"แบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรภาค": เนื่องจากการใช้ธาตุโลหะที่ออกฤทธิ์มากกว่า ความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรภาคทั่วไปจึงอยู่ที่ประมาณ (140 วัตต์ชั่วโมง/กก. ~ 160 วัตต์ชั่วโมง/กก.) ซึ่งต่ำกว่าแบตเตอรี่แบบไตรภาคที่มีอัตราส่วนนิกเกลสูง (160 วัตต์ชั่วโมง/กก.)ความหนาแน่นของพลังงานต่อน้ำหนักบางชนิดอาจสูงถึง 180-240 Wh/kg (180 Wh/kg)
"ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต": โดยทั่วไปความหนาแน่นของพลังงานอยู่ที่ 90-110 วัตต์/กิโลกรัม แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตชนิดใหม่บางชนิด เช่น แบตเตอรี่แบบใบมีด มีความหนาแน่นของพลังงานสูงถึง 120-140 วัตต์/กิโลกรัม
สรุป
ข้อได้เปรียบที่สำคัญที่สุดของ "แบตเตอรี่ลิเธียมไตรนารี" เมื่อเทียบกับ "แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต" คือความหนาแน่นของพลังงานสูงและความเร็วในการชาร์จที่รวดเร็ว
3. ความสามารถในการปรับตัวให้เข้ากับอุณหภูมิที่แตกต่างกัน:
ความทนทานต่ออุณหภูมิต่ำ:
แบตเตอรี่ลิเธียมไตรภาค: แบตเตอรี่ลิเธียมไตรภาคมีประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิต่ำดีเยี่ยม และสามารถรักษาความจุของแบตเตอรี่ได้ประมาณ 70%~80% ของความจุปกติที่อุณหภูมิ -20 องศาเซลเซียส°C.
ลิเธียมไอรอนฟอสเฟต: ไม่ทนต่ออุณหภูมิต่ำ: เมื่ออุณหภูมิต่ำกว่า -10 องศาเซลเซียส°C,
แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตเสื่อมสภาพเร็วมาก สามารถคงความจุได้เพียงประมาณ 50% ถึง 60% ของความจุแบตเตอรี่ปกติที่อุณหภูมิ -20 องศาเซลเซียส°C.
สรุป
แบตเตอรี่ลิเธียมแบบ "เทอร์นารีลิเธียม" และแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตมีความแตกต่างกันมากในด้านความสามารถในการปรับตัวต่ออุณหภูมิ โดยแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตทนต่ออุณหภูมิสูงได้ดีกว่า ในขณะที่แบตเตอรี่ลิเธียมแบบเทอร์นารีซึ่งทนต่ออุณหภูมิต่ำได้ดีกว่า จะมีอายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่ดีกว่าในพื้นที่ทางเหนือหรือในฤดูหนาว
4. ช่วงอายุขัยที่แตกต่างกัน:
หากใช้ค่าความจุที่เหลือ/ความจุเริ่มต้น = 80% เป็นจุดสิ้นสุดการทดสอบ ให้ทำการทดสอบดังนี้:
แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าแบตเตอรี่ตะกั่วกรดและแบตเตอรี่ลิเธียมไตรนารี แบตเตอรี่ตะกั่วกรดที่ใช้ในรถยนต์มีอายุการใช้งานสูงสุดเพียงประมาณ 300 รอบ ส่วนแบตเตอรี่ลิเธียมไตรนารีตามทฤษฎีสามารถใช้งานได้ถึง 2,000 รอบ แต่ในการใช้งานจริง ความจุจะลดลงเหลือ 60% หลังจากใช้งานไปประมาณ 1,000 รอบ ขณะที่แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตมีอายุการใช้งานจริงถึง 2,000 รอบ โดยยังคงมีความจุเหลืออยู่ 95% และตามทฤษฎีแล้วสามารถใช้งานได้มากกว่า 3,000 รอบ
สรุป
แบตเตอรี่กำลังสูงเป็นสุดยอดเทคโนโลยีของแบตเตอรี่ แบตเตอรี่ลิเธียมทั้งสองประเภทมีความทนทานค่อนข้างดี ตามทฤษฎีแล้ว แบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรนารีมีอายุการใช้งานประมาณ 2,000 รอบการชาร์จและการคายประจุ แม้จะชาร์จวันละครั้ง ก็สามารถใช้งานได้นานกว่า 5 ปี
5. ราคาแตกต่างกัน:
เนื่องจากแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตไม่มีส่วนประกอบของโลหะมีค่า จึงสามารถลดต้นทุนวัตถุดิบลงได้มาก ในขณะที่แบตเตอรี่ลิเธียมแบบสามองค์ประกอบใช้ลิเธียม นิกเกิล โคบอลต์ แมงกาเนตเป็นวัสดุขั้วบวกและกราไฟต์เป็นวัสดุขั้วลบ ดังนั้นต้นทุนจึงสูงกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตมาก
แบตเตอรี่ลิเธียมแบบสามองค์ประกอบส่วนใหญ่ใช้แคโทดแบบสามองค์ประกอบของ "ลิเธียม นิกเกล โคบอลต์ แมงกาเนต" หรือ "ลิเธียม นิกเกล โคบอลต์ อะลูมิเนต" เป็นขั้วบวก โดยใช้วัตถุดิบหลักคือเกลือนิกเกล เกลือโคบอลต์ และเกลือแมงกานีส "ธาตุโคบอลต์" ในแคโทดทั้งสองชนิดนี้เป็นโลหะมีค่า จากข้อมูลในเว็บไซต์ที่เกี่ยวข้อง ราคาอ้างอิงในประเทศของโลหะโคบอลต์อยู่ที่ 413,000 หยวน/ตัน และราคาก็สูงขึ้นเรื่อยๆ ตามการลดลงของวัตถุดิบ ปัจจุบันต้นทุนของแบตเตอรี่ลิเธียมแบบสามองค์ประกอบอยู่ที่ 0.85-1 หยวน/วัตต์ชั่วโมง และกำลังเพิ่มขึ้นตามความต้องการของตลาด ในขณะที่ต้นทุนของแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตที่ไม่ประกอบด้วยธาตุโลหะมีค่าอยู่ที่ประมาณ 0.58-0.6 หยวน/วัตต์ชั่วโมงเท่านั้น
สรุป
เนื่องจาก "ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต" ไม่มีส่วนประกอบของโลหะมีค่า เช่น โคบอลต์ ราคาจึงสูงกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมแบบสามองค์ประกอบเพียง 0.5-0.7 เท่า ซึ่งราคาที่ถูกกว่าถือเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญของลิเธียมเหล็กฟอสเฟต
สรุป
เหตุผลที่รถยนต์ไฟฟ้าเฟื่องฟูในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาและเป็นทิศทางในอนาคตของการพัฒนารถยนต์ ซึ่งมอบประสบการณ์ที่ดีขึ้นเรื่อยๆ ให้แก่ผู้บริโภค ส่วนใหญ่เป็นผลมาจากการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีแบตเตอรี่พลังงาน
วันที่โพสต์: 28 ตุลาคม 2566
