پیشرفت در فناوری باتری‌های لیتیوم آهن فسفات مبتنی بر ایالات متحده: چگالی انرژی مشابه باتری‌های لیتیوم سه‌گانه

اخیراً آخرین اخبار شرکت آمریکایی ONE نشان می دهد که باتری فسفات آهن لیتیومی با وزن و چگالی انرژی مشابه باتری های لیتیومی سه تایی ساخته است. با این حال، باتری لیتیوم آهن فسفات ONE تا پایان سال 2024 به تولید نخواهد رسید.

نام این محصول باتری Aries II است و ظرفیت شارژ بسته باتری 71.{1}}کیلووات ساعت است. چگالی انرژی وزن سلول های آن به 162 وات ساعت بر کیلوگرم می رسد که به تراکم انرژی وزنی 160.7 وات ساعت بر کیلوگرم در سطح بسته باتری تبدیل می شود.
چگالی انرژی یک شاخص مهم برای عملکرد باتری است که میانگین واحد حجم یا جرم انرژی الکتریکی آزاد شده توسط باتری است.
با توجه به این واقعیت که محدوده وسایل نقلیه انرژی جدید عمدتاً به برق موجود و مصرف انرژی کلی وسیله نقلیه (ظرفیت برد=مصرف برق موجود/انرژی موجود) بستگی دارد، حداکثر محدوده رانندگی تکی وسایل نقلیه انرژی نو عمدتاً توسط چگالی انرژی باتری، مشروط بر اینکه همان مصرف انرژی بدون تغییر باقی بماند و حجم و وزن بسته باتری کاملاً محدود باشد.

بنابراین، جایگاه جهانی چگالی انرژی بسته باتری ONE چیست؟

با توجه به لیست جهانی بسته‌های باتری با بالاترین و کمترین چگالی انرژی تولید شده توسط Battery Design، شرکت NIO Motors در چین پیشرو است. بسته باتری برای نصب آتی NIO ET7 دارای ظرفیت 150-کیلووات ساعت، وزن 575 کیلوگرم (1268 پوند) و چگالی انرژی 260.9 وات ساعت بر کیلوگرم است. طبق دفترچه راهنمای کاربر NIO Automotive، این باتری از یک الکترود مثبت سه تایی با نیکل بالا و یک الکترولیت نیمه جامد استفاده می کند.

بعدی باتری Kirin مربوط به دوران Ningde است که از مواد الکترود مثبت سه تایی نیکل بالا استفاده می کند و دارای حداکثر چگالی انرژی وزنی 255Wh/kg است.
چگالی انرژی وزن بسته باتری 82 کیلووات ساعتی در تسلا مدل 3 و مدل Y 171 وات ساعت بر کیلوگرم است که با استفاده از باتری‌های لیتیوم یون استوانه‌ای سه تایی که توسط پاناسونیک از ژاپن عرضه شده است. مشتق شده Porsche Taycan 2019 Turbo S دارای بسته باتری 93.{6}}کیلووات ساعتی با وزن 630 کیلوگرم (1389 پوند) است و از باتری سه تایی بسته لیتیومی که توسط LG New Energy از کره جنوبی ارائه شده است استفاده می کند. بسته باتری دارای وزن و چگالی انرژی 148.3 وات ساعت بر کیلوگرم است.

برای باتری های تیغه ای BYD، آنها همچنین از یک سیستم مواد فسفات آهن لیتیوم استفاده می کنند. BYD Han EV دارای ظرفیت بسته باتری 85.4 کیلووات و وزن 592 کیلوگرم (1305 پوند) است. در سطح بسته باتری، چگالی انرژی وزن 144.2 وات ساعت بر کیلوگرم است.
دلفین های BYD دو بسته باتری برای انتخاب دارند. حداکثر شارژ 44.9 درجه، با جرم 308.6 کیلوگرم یا 680 پوند، و چگالی انرژی وزن 145.5 Wh/kg است. بسته باتری مهر و موم دارای وزن و چگالی انرژی بالاتری است. ساختار CTB آن به بسته باتری اجازه می دهد تا وزن 558 کیلوگرم (1230.2 پوند)، ظرفیت 82.{11}}کیلووات ساعت و چگالی انرژی وزنی 148 Wh/kg داشته باشد.
مشاهده می شود که در مقایسه با باتری تیغه ای لیتیوم آهن فسفات BYD، محصولات باتری ONE حتی مزایای بیشتری دارند. یکی همچنین بیان کرد که در مقایسه با باتری‌های لیتیومی سه تایی، باتری‌های Aries II 25 درصد ارزان‌تر هستند و عمر باتری بیشتری دارند.
با این حال بسته های باتری تولید شده توسط ONE تا پایان سال 2024 به تولید نخواهند رسید. در حال حاضر هیچ خبری مبنی بر اینکه کدام مدل شرکت خودروسازی به این باتری مجهز می شود، وجود ندارد. تنها شرکتی که مطلع شده است از محصول ONE استفاده خواهد کرد، Bollinger، یک نیروی جدید خودروسازی در ایالات متحده است، اما این شرکت از محصولات باتری Aries به جای Aries II استفاده خواهد کرد.

بر اساس گزارش ها، باتری های Aries برای کامیون های سطح 3 تا 6 با 3000 چرخه باتری مناسب هستند، در حالی که Aries II برای خودروهای سواری و کامیون های سبک مناسب است، اما دوام آن با 2000 چرخه 33.3 درصد کاهش یافته است.
با این حال، مزیت ONE نسبت به رقبای خود در تولید بومی است. با این کار هر خودرویی که از محصول خود استفاده می‌کند و با قانون کاهش تورم (IRA) مطابقت دارد، واجد شرایط دریافت اعتبار مالیاتی کامل می‌شود. علاوه بر این، آن را نیز یک شرکت باتری خود را در ایالات متحده است.
مشخص است که ONE این باتری‌های فسفات آهن لیتیوم را در شهر ون بورن، میشیگان، نزدیک کارخانه‌های خودروسازی فورد، جنرال موتورز و استراتوس تولید خواهد کرد.

شرکت ONE ممکن است ناشناخته به نظر برسد، اما در واقعیت، پتانسیل زیادی دارد. در جولای 2020، مهندس سابق ایجاز از شرکت ورشکسته باتری A123 در ایالات متحده، این شرکت انرژی را به نام "انرژی بعدی ما" تأسیس کرد. نزدیک به یک ششم از 315 کارمند One، کارمندان سابق A123، از جمله مدیر ارشد عملیات هستند.
هدف ایجاز راه اندازی شرکتی با تمرکز بر باتری های لیتیوم آهن فسفات است و بدین ترتیب سه مانع اصلی در استفاده گسترده از وسایل نقلیه الکتریکی در ایالات متحده را برطرف می کند: اضطراب مسافت پیموده شده، مسائل ایمنی باتری و فقدان غول های باتری برای رقابت با آنها. Ningde Times، LG و Panasonic.
در حال حاضر، وان 355 میلیون دلار از سرمایه گذارانی از جمله Breakthrough Energy Ventures، BMW Ventures و Franklin Templeton با بیل گیتس با ارزش شرکت 1.2 میلیارد دلار جمع آوری کرده است. در پاییز گذشته، دولت میشیگان به یک شرکت حداقل 220 میلیون دلار معافیت نقدی و مالیاتی برای ساخت یک کارخانه تولید باتری 1.6 میلیارد دلاری در حومه دیترویت اعطا کرد و برنامه‌هایی برای شروع تولید در سال 2024 داشت.