01 – ลิเธียมไอรอนฟอสเฟตมีแนวโน้มเพิ่มขึ้น

แบตเตอรี่ลิเธียมมีข้อดีคือ ขนาดเล็ก น้ำหนักเบา ชาร์จเร็ว และทนทาน ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่โทรศัพท์มือถือและแบตเตอรี่รถยนต์ โดยในปัจจุบัน แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตและแบตเตอรี่สารประกอบสามชนิดเป็นสองสาขาหลักของแบตเตอรี่ลิเธียม

เพื่อความปลอดภัย ในด้านรถยนต์นั่งส่วนบุคคลและรถยนต์ใช้งานพิเศษ แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตซึ่งมีต้นทุนต่ำกว่า เทคโนโลยีผลิตภัณฑ์ที่ค่อนข้างสมบูรณ์และปลอดภัยกว่า จึงถูกนำมาใช้ในอัตราที่สูงกว่า แบตเตอรี่ลิเธียมไตรภาคที่มีพลังงานจำเพาะสูงกว่าถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านรถยนต์นั่งส่วนบุคคล จากการประกาศล่าสุด สัดส่วนของแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตในด้านรถยนต์นั่งส่วนบุคคลเพิ่มขึ้นจากน้อยกว่า 20% เป็นประมาณ 30%

ลิเธียมไอรอนฟอสเฟต (LiFePO4) เป็นหนึ่งในวัสดุแคโทดที่ใช้กันทั่วไปสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน มีเสถียรภาพทางความร้อนที่ดี ดูดซับความชื้นน้อย และมีประสิทธิภาพการชาร์จและการคายประจุที่ดีเยี่ยมภายใต้สภาวะที่ชาร์จเต็ม จึงเป็นเป้าหมายหลักของการวิจัย การผลิต และการพัฒนาในด้านแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสำหรับการจัดเก็บพลังงาน อย่างไรก็ตาม เนื่องจากข้อจำกัดของโครงสร้างของตัวเอง แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีลิเธียมไอรอนฟอสเฟตเป็นวัสดุขั้วบวกจึงมีค่าการนำไฟฟ้าต่ำ อัตราการแพร่กระจายของลิเธียมไอออนช้า และประสิทธิภาพการคายประจุต่ำที่อุณหภูมิต่ำ ส่งผลให้รถยนต์รุ่นแรกๆ ที่ติดตั้งแบตเตอรี่ลิเธียมไอรอนฟอสเฟตมีระยะทางการวิ่งต่ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาวะอุณหภูมิต่ำ

เพื่อที่จะพัฒนาประสิทธิภาพการวิ่งระยะทางไกล โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังจากนโยบายอุดหนุนรถยนต์พลังงานใหม่ได้กำหนดข้อกำหนดที่สูงขึ้นสำหรับประสิทธิภาพการวิ่งระยะทางไกล ความหนาแน่นของพลังงาน การใช้พลังงาน และด้านอื่นๆ แม้ว่าแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตจะครองตลาดมาก่อน แต่แบตเตอรี่ลิเธียมไตรนารีที่มีความหนาแน่นของพลังงานสูงกว่าก็ค่อยๆ กลายเป็นกระแสหลักในตลาดรถยนต์นั่งส่วนบุคคลพลังงานใหม่ จากการประกาศล่าสุดจะเห็นได้ว่าแม้สัดส่วนของแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตในตลาดรถยนต์นั่งส่วนบุคคลจะฟื้นตัวขึ้น แต่สัดส่วนของแบตเตอรี่ลิเธียมไตรนารียังคงอยู่ที่ประมาณ 70%

02 – ความปลอดภัยคือข้อได้เปรียบที่สำคัญที่สุด

โดยทั่วไปแล้ว นิกเกิลโคบอลต์อะลูมิเนียมหรือนิกเกิลโคบอลต์แมงกานีสจะถูกใช้เป็นวัสดุขั้วบวกสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมแบบสามองค์ประกอบ แต่กิจกรรมสูงของวัสดุเหล่านี้ไม่เพียงแต่ให้ความหนาแน่นของพลังงานสูงเท่านั้น แต่ยังนำมาซึ่งความเสี่ยงด้านความปลอดภัยสูงด้วย สถิติที่ไม่สมบูรณ์แสดงให้เห็นว่าในปี 2019 จำนวนอุบัติเหตุเครื่องยนต์ติดเองของรถยนต์พลังงานใหม่มีมากกว่าปี 2018 ถึง 14 เท่า และแบรนด์ต่างๆ เช่น Tesla, Weilai, BAIC และ Weima ต่างก็ประสบอุบัติเหตุเครื่องยนต์ติดเองอย่างต่อเนื่อง

จากอุบัติเหตุที่เกิดขึ้น จะเห็นได้ว่าไฟไหม้ส่วนใหญ่มักเกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการชาร์จ หรือหลังจากชาร์จเสร็จ เนื่องจากแบตเตอรี่จะมีอุณหภูมิสูงขึ้นระหว่างการใช้งานเป็นเวลานาน เมื่ออุณหภูมิของแบตเตอรี่ลิเธียมไตรนารีสูงเกิน 200 องศาเซลเซียส วัสดุขั้วบวกจะสลายตัวได้ง่าย และปฏิกิริยาออกซิเดชันจะนำไปสู่การระเบิดจากความร้อนอย่างรวดเร็วและรุนแรง โครงสร้างโอลิวีนของลิเธียมเหล็กฟอสเฟตทำให้มีความเสถียรต่ออุณหภูมิสูง และอุณหภูมิที่ทำให้เกิดการระเบิดจากความร้อนสูงถึง 800 องศาเซลเซียส และมีการผลิตก๊าซน้อยกว่า จึงค่อนข้างปลอดภัยกว่า นี่จึงเป็นเหตุผลว่าทำไมรถโดยสารพลังงานใหม่ส่วนใหญ่จึงใช้แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต โดยคำนึงถึงความปลอดภัยเป็นหลัก ในขณะที่รถโดยสารพลังงานใหม่ที่ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไตรนารียังไม่สามารถเข้าสู่แคตตาล็อกของยานพาหนะพลังงานใหม่เพื่อส่งเสริมและใช้งานได้ในขณะนี้

เมื่อเร็วๆ นี้ รถยนต์ไฟฟ้าสองรุ่นของ Changan Auchan ได้นำแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตมาใช้ ซึ่งแตกต่างจากบริษัทผลิตรถยนต์ทั่วไปที่เน้นผลิตรถยนต์นั่งส่วนบุคคล รถยนต์ทั้งสองรุ่นของ Changan Auchan เป็นรถยนต์อเนกประสงค์ (SUV) และรถยนต์อเนกประสงค์ (MPV) Xiong zewei รองผู้จัดการทั่วไปของสถาบันวิจัย Chang'an Auchan กล่าวกับผู้สื่อข่าวว่า “นี่เป็นสัญญาณว่า Auchan ได้ก้าวเข้าสู่ยุคพลังงานไฟฟ้าอย่างเป็นทางการแล้ว หลังจากความพยายามมาสองปี”

ส่วนเหตุผลที่ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตนั้น คุณ Xiong กล่าวว่า ความปลอดภัยของรถยนต์พลังงานใหม่เป็นหนึ่งใน “ปัญหา” ที่ผู้ใช้งานให้ความสำคัญมาโดยตลอด และเป็นสิ่งที่ผู้ประกอบการให้ความสนใจมากที่สุด ด้วยเหตุนี้ ชุดแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตที่ใช้ในรถยนต์รุ่นใหม่จึงผ่านการทดสอบขีดจำกัดต่างๆ เช่น การอบด้วยเปลวไฟที่อุณหภูมิสูงกว่า 1300 องศาเซลเซียส การแช่ในอุณหภูมิต่ำ -20 องศาเซลเซียส การแช่ในสารละลายเกลือ 3.5% การกระแทกด้วยแรงดันภายนอก 11 กิโลนิวตัน เป็นต้น และได้รับการรับรองด้านความปลอดภัยของแบตเตอรี่แบบ “สี่สิ่งที่ไม่กลัว” ได้แก่ “ไม่กลัวความร้อน ไม่กลัวความเย็น ไม่กลัวน้ำ และไม่กลัวแรงกระแทก”

จากรายงานระบุว่า Changan Auchan x7ev ติดตั้งมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรที่มีกำลังสูงสุด 150 กิโลวัตต์ สามารถวิ่งได้ไกลกว่า 405 กิโลเมตร และมีแบตเตอรี่อายุการใช้งานยาวนานเป็นพิเศษ สามารถชาร์จซ้ำได้ถึง 3,000 ครั้ง ที่อุณหภูมิปกติ การชาร์จเต็มเพียงครึ่งชั่วโมงก็สามารถวิ่งได้ไกลกว่า 300 กิโลเมตร “ที่จริงแล้ว ด้วยระบบการกู้คืนพลังงานจากการเบรก ทำให้ระยะทางการวิ่งของรถสามารถสูงถึงประมาณ 420 กิโลเมตร ภายใต้สภาพการใช้งานในเมือง” Xiong กล่าวเพิ่มเติม

ตามแผนพัฒนาอุตสาหกรรมยานยนต์พลังงานใหม่ (2021-2035) (ฉบับร่างเพื่อขอความคิดเห็น) ที่ออกโดยกระทรวงอุตสาหกรรมและเทคโนโลยีสารสนเทศ ยอดขายยานยนต์พลังงานใหม่จะคิดเป็นประมาณ 25% ภายในปี 2025 จะเห็นได้ว่าสัดส่วนของยานยนต์พลังงานใหม่จะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในอนาคต ในบริบทนี้ บริษัทผู้ผลิตรถยนต์แบรนด์อิสระดั้งเดิม เช่น บริษัท Chang'an Automobile กำลังเร่งวางแผนตลาดรถยนต์พลังงานใหม่