VSPC, dochteronderneming van Lithium Australia, ontwikkelde een nieuwe kobaltvrije LFMP-batterijcel. LFMP is de hoogspanningsversie van LFP (LiFePO4) en zal naar verwachting de opvolger worden.
Laten we enkele hoogtepunten van het persbericht bekijken.
VSPC heeft aanzienlijke vooruitgang geboekt bij het verbeteren van de energiedichtheid van LFP LIB-cellen door de eigen productieprocessen aan te passen om mangaan tijdens de productie in het actieve kathodemateriaal op te nemen.
Ontladingscurves van LFP (links) en LMFP (rechts) batterijcellen van VSPC
VSPC heeft met succes LMFP-batterijcellen geproduceerd om te testen. Deze cellen bieden dankzij hun hogere spanning een grotere energiedichtheid dan die van standaard LFP-cellen.
De onderstaande ontladingscurves zijn voor cellen die zijn vervaardigd uit VSPC-geproduceerde LFP (links) en VSPC-geproduceerde LMFP (rechts). De hogere spanningsafgifte van de LMFP-cellen resulteert in een toename van de energiedichtheid tot 25% in vergelijking met de LFP-cellen. Wereldwijd streven grote producenten van LFP-cellen naar een vergelijkbare verhoging van de energiedichtheid door mangaan als onderdeel van hun kathodepoeder te introduceren.
LIB's kunnen worden onderverdeeld in een aantal categorieën op basis van de kristalstructuur van de kathodematerialen die ze bevatten.
Momenteel zijn de typen LIB's die het meest worden gebruikt in elektrische voertuigen ('EV's') nikkelkobalt-mangaan ('NCM'). en nikkel-kobaltaluminium ('NCA'). Zowel NCM als NCA hebben een spinel (oxide) structuur die wordt gekenmerkt door chemische bindingen met een relatief lage sterkte. LFP en LMFP daarentegen zijn samengesteld uit fosfaten (olivijnachtige kristalstructuren) met uitzonderlijk hoge bindingssterkten. Het is deze fundamentele fysieke eigenschap die resulteert in de superieure eigenschappen (inclusief thermische stabiliteit en lange levensduur) van LFP- en LMFP-type LIB's.
Prelude voor snel opladen van batterijen voor transporttoepassingen VSPC is van plan een snel- laad batterij op voor transporttoepassingen (zie aankondiging 12 februari 2020). Het recente succes bij het testen van LMFP-cellen toont het potentieel aan van het gepatenteerde productieproces van VSPC om LMFP voor deze toepassingen te synthetiseren. Vanwege de hogere energiedichtheid moet LMFP de 'bereikangst' verminderen die wordt geassocieerd met standaard LFP-formuleringen die zijn ontworpen voor EV's.
Het kunnen produceren van hoogwaardige LIB's zonder de noodzaak van nikkel of kobalt heeft veel voordelen, waarbij veiligheid voorop staat. Daarnaast verlaagt het gebruik van gewone bulkgoederen zoals mangaan, ijzer en fosfor de kosten. Toegang tot veel betrouwbaardere toeleveringsketens is een ander voordeel.
Commercialisering van LMFP voor de productie van LIB's zou de behoefte aan materialen uit regio's waar mensenrechtenschendingen (inclusief het gebruik van kinderarbeid) wijdverbreid zijn, elimineren.
Bovendien, zoals opgemerkt, het gebruik van materialen die zijn afgeleid van industrieel afvalmateriaal en batterijen om voorlopers te maken voor nieuwe LFP- of LMFP-type LIB's kunnen de duurzaamheid verbeteren en het supply chain-risico verminderen.
De ontlaadcurves van batterijcellen met LFP- en LFMP-kathodes zijn heel verschillend. Terwijl LFP-batterijcellen een vlakke spanningscurve behouden van bijna vol tot bijna leeg, hebben LFMP-batterijcellen een grote spanningsval van ongeveer 50% van SoC (State of Charge).
Wanneer batterijcellen verschillende ontlaadcurven hebben, vereisen ze ook verschillende BMS (Battery Management System) en GOM (Guess-o-Meter) algoritmen. Dit is iets wat onlangs heel duidelijk is geworden in de Tesla Model 3 SR+ made in China.
Bij de Tesla Model 3 SR+ MIC werden de oorspronkelijke NCM 811-batterijcellen van LG Chem vervangen door LFP-batterijcellen van CATL en nu geeft de GOM geen betrouwbare schattingen van het bereik. Nu moet Tesla gegevens van de nieuwe auto's verzamelen om enkele aanpassingen aan het BMS en GOM aan te brengen, dan kan het dit probleem oplossen met een OTA (Over-the-Air) firmware-upgrade.
Hoe dan ook, LFMP en LNMO zijn de twee meest veelbelovende kobaltvrije batterijtechnologieën voor de nabije toekomst en zullen naar verwachting al volgend jaar beschikbaar zijn. Ze zijn extreem veilig, betaalbaar en hebben een behoorlijke energiedichtheid. Desalniettemin worden LFP-batterijen beter en met hun bewezen betrouwbaarheid verwacht ik dat ze nog een tijdje mee zullen gaan.
