Goede elektrische auto's hebben tegenwoordig al genoeg actieradius voor de meeste mensen, maar ze zijn nog steeds veel duurder dan hun ICE (Internal Combustion Engine) tegenhangers. Daarom zijn LFP (LiFePO4) en CTP (cell-to-pack) uiterst belangrijke technologieën om elektrische auto's mainstream te maken. Autofabrikanten die niet van plan zijn deze twee technologieën zo snel mogelijk te gebruiken, nemen de massaproductie van elektrische auto's niet serieus. Stellantis is bijvoorbeeld van plan om in 2024 pas CTP-packs met LFP-cellen te gaan gebruiken...
LFP is een kobaltvrije batterijchemie die in combinatie met eenvoudige CTP-batterijen elektrische auto's eindelijk kan laten concurreren met ICE-auto's op prijs en beschikbaarheid.
Terwijl op celniveau de energiedichtheid niet groot is, kan LFP op batterijniveau concurreren met andere chemieën. Aangezien LFP een zeer veilige batterijchemie is en cellen niet verbranden of exploderen, zelfs niet als ze worden doorboord, hebben batterijpakketten niet veel beschermende uitrusting nodig. Daarom zijn LFP-batterijpakketten uiterst eenvoudig te monteren en kunnen ze een moduleloze CTP-configuratie aannemen.
Wat gewone NCA- en NCM-cellen betreft, deze hebben een hogere energiedichtheid, maar zijn niet erg veilig. Batterijpakketten die met deze cellen zijn gemaakt, hebben modules en metalen platen nodig om als firewalls te fungeren in het geval dat een cel brandt of explodeert.
Samenvattend, met superveilige LFP-batterijpakketten zijn de VCTP- (volumetrische cel-tot-verpakking) en GCTP (gravimetrische cel-tot-verpakking) verhoudingen veel hoger. Laten we wat gemiddelde cijfers bekijken.
LFP-batterijpakketten
NCM/NCA-batterijpakketten
De VCTP-verhouding vertelt ons hoeveel van het volume van het batterijpakket overeenkomt met actief materiaal - dat daadwerkelijk energie (cellen) opslaat. De rest van het volume is van het passieve materiaal dat wordt gebruikt om de cellen te assembleren en te beschermen (behuizing, modules, kabels, sensoren, GBS, TMS, enz.).
De GCTP-verhouding vertelt ons hoeveel van het gewicht van het batterijpakket overeenkomt met actief materiaal - dat daadwerkelijk energie (cellen) opslaat. De rest van het gewicht is van het passieve materiaal dat wordt gebruikt om de cellen te monteren en te beschermen (behuizing, modules, kabels, sensoren, GBS, TMS, enz.).
Zoals u kunt zien, zijn niet alleen de NCA- en NCM-cellen op zichzelf duurder dan LFP, hun batterijpakketten zijn ook veel complexer en vereisen duur materiaal om ze enigszins veilig te maken. Slechts ongeveer 45% van het volume wordt gebruikt door actief materiaal (cellen), wat betekent dat het passieve materiaal dat nodig is om de cellen te assembleren en te beschermen, de meeste ruimte in beslag neemt.
Hieronder zie je de eenvoud die BYD in 2020 heeft bereikt door modules te verwijderen met de introductie van zijn Blade-batterij die een CTP-configuratie volgt.
BYD accu-evolutie
Laten we eens kijken wat voor soort energiedichtheden belangrijke batterijcelfabrikanten binnenkort verwachten te bereiken met LFP-batterijcellen.
SVOLT
SVOLT verwacht de energiedichtheid van LFP-cellen te verhogen door meer silicium aan de grafietanodes toe te voegen.
Guoxuan
Guoxuan verwacht de energiedichtheid van LFP-cellen te verhogen door grafiet te vervangen door silicium in de anodes.
CATL
CATL verwacht tegen 2023 de LxFP-batterijchemie te introduceren, wat waarschijnlijk de hoogspanningsversie is van LFP (LMFP/LFMP) waar ik al enkele jaren over schrijf.
CATL batterij-roadmap
Inmiddels weet je waarschijnlijk dat de BYD Blade-batterij mijn favoriete batterijontwerp is. Ik krimp elke keer ineen als ik naar een video kijk waarin Sandy Munro een batterijpakket van oude autofabrikanten afbreekt. Er zit zoveel rommel in dat vermeden zou kunnen worden met een eenvoudige CTP-batterij gemaakt met LFP-cellen. Stel je voor hoe eenvoudig en snel de productielijnen kunnen zijn die CTP-batterijen assembleren.
Toen de BYD Blade-batterij voor het eerst werd uitgebracht in 2020, bereikte hij een energiedichtheid van 166 Wh/kg op celniveau en 140 Wh/kg op verpakkingsniveau. De LFP-chemie is sindsdien echter verbeterd en ik vraag me af hoe energiedicht de tweede generatie zal zijn. Als BYD 200 Wh/kg op celniveau bereikt, kan het Blade-batterijpakket 170-180 Wh/kg bereiken.
Ik zal teleurgesteld zijn als BYD volgend jaar geen silicium gebruikt als anodes voor sneller opladen en ten minste 170 Wh/kg op pack-niveau bereikt.
De aanstaande komst van BYD e-platform 3.0 is een mooie gelegenheid om de tweede generatie Blade-batterijen te introduceren. Ik ben benieuwd naar de energiedichtheid van het batterijpakket dat wordt gebruikt in de aanstaande BYD Dolphin.
BYD e-Platform 3.0
