Кремний при производстве анодов тяговых батарей использовать дешевле, чем графит, но первый из материалов из-за своей склонности к линейному расширению при зарядке аккумулятора создаёт риск его разрушения в ходе эксплуатации. Калифорнийский стартап Coreshell предлагает решить проблему за счёт использования кремния металлургического класса, обеспечив рост ёмкости LFP-аккумуляторов без увеличения их стоимости.

Источник изображения: Unsplash, Priscilla Du Preez

Как отмечает TechCrunch, специалистам Coreshell пару лет назад удалось разработать покрытие для кремниевых анодов, которое сдерживает линейное расширение структур кремния при зарядке аккумуляторов, продлевая тем самым срок службы анодов. В сочетании с традиционным катодом на основе лития и фосфата железа (LFP) такие аноды позволяют создавать недорогие аккумуляторы с приемлемой плотностью хранения заряда, производство которых меньше зависит от минералов китайского происхождения. Для развития американской электромобильной промышленности это тоже весьма важный фактор, поскольку правительственная программа субсидирования продаж электромобилей отдаёт предпочтение транспортным средствам, чьи тяговые батареи используют меньше материалов из Китая.

Coreshell уже договорилась о поставке кремния металлургического класса с компанией Ferroglobe. Этот материал не так дорог, как кремний высокой степени очистки, а в удельном выражении для производства одной тяговой батареи его требуется меньше, чем графита для аккумулятора сопоставимой ёмкости. Всё это позволяет рассчитывать на снижение зависимости автомобильной промышленности США от импорта материалов из Китая, который контролирует три четверти мирового рынка графита.

Со следующего года Coreshell начнёт снабжать своими анодами производителей аккумуляторной мототехники, но со временем рассчитывает выйти и на рынок тяговых батарей для электромобилей, по крайней мере, к концу десятилетия. Первые образцы продукции Coreshell будут направлены клиентам в 2025 году.

Китайские автопроизводители избрали довольно необычный путь улучшения потребительских качеств тяговых батарей, который не понравился многим западным конкурентам. Они продолжают совершенствовать массовые и более дешёвые LFP-батареи, обеспечивая их поддержкой скоростной зарядки. Седан ZEEKR 007, например, будет способен восполнить 500 км запаса хода за 15 минут.

Источник изображения: ZEEKR, Weibo

Напомним, под аббревиатурой LFP скрываются литийионные аккумуляторы на основе фосфата железа. Они дешевле никелево-кобальтовых в производстве и безопаснее с точки зрения угрозы самовозгорания, но обладают более низкой плотностью хранения электроэнергии и хуже переносят отрицательные температуры в процессе эксплуатации, хотя и обеспечивают более высоким жизненным ресурсом с точки зрения количества циклов зарядки и разрядки. Именно китайские производители специализируются на массовом выпуске LFP-батарей, а поскольку сейчас на рынке электромобилей разразились ценовые войны, то фактор себестоимости в конкурентной борьбе обрёл решающее значение. Даже премиальные модели в итоге не брезгуют LFP-батареями, и готовящийся к анонсу 27 декабря электрический седан ZEEKR 007 не стал исключением.

По данным Electrek, используемые этим электромобилем тяговые LFP-батареи собственной разработки ZEEKR в сочетании с бортовой сетью с напряжением 800 В позволят седану восстанавливать до 500 км запаса хода всего за 15 минут. Над оптимизацией конструкции тяговой батареи и её интеграцией в силовую структуру кузова инженеры материнской корпорации Geely тоже неплохо поработали, в результате коэффициент полезного использования объёма батареи достигает 83,7 %, что выше показателей многих мировых лидеров. Таким образом, только за счёт компоновки ячеек внутри аккумуляторной батареи удалось во многом компенсировать низкую плотность хранения заряда в самих ячейках.

Жертвовать безопасностью при этом не пришлось, по данным источника, поскольку серия из шести строгих тестов доказала соответствие этих батарей самым серьёзным требованиям к безопасности. В частности, проникновение гвоздей в корпус батареи не привело к её возгоранию. Кроме того, ZEEKR утверждает, что её LFP-батареи лучше себя ведут при отрицательных температурах зимой (до 8 часов при -45 °C). Также новые аккумуляторы выдерживают воздействие огня температурой 1000 °C. Аккумуляторами нового поколения компания собирается оснащать и модели, которые выйдут вслед за ZEEKR 007.

Кобальт является не только дорогим и относительно редким элементом, но и идеологически токсичным, поскольку при его добыче в Конго, как принято считать, страдают люди. Японским учёным удалось создать литийионные аккумуляторы без кобальта, которые обладают более высокой плотностью хранения заряда и при этом могут выпускаться на существующих производственных линиях.

Источник изображения: Токийский университет, Nikkei

Последнее обстоятельство подразумевает, что производить аккумуляторы нового типа можно будет на уже существующих предприятиях без их серьёзной модернизации, а это позволит сэкономить деньги. Традиционно литийионные аккумуляторы с содержанием никеля одновременно использовали в своём составе кобальт и марганец. Аккумуляторы на основе фосфата железа обходились без кобальта, что позволяло выпускать их со сниженными на 30 % затратами. Помимо дороговизны, кобальт представляет угрозу для окружающей среды при неправильной утилизации, поэтому поводов для его замены накопилось немало.

Учёные Токийского университета, как поясняет Nikkei Asian Review, разработали литийионные аккумуляторы, которые содержат никель, марганец, кремний и кислород, помимо самого лития, разумеется. Такое сочетание элементов, как показали эксперименты, допускает работу с более высокими напряжениями. Для электромобилей это хорошо тем, что скорость зарядки тяговой батареи можно будет увеличить за счёт использования более мощных зарядных станций.

Предыдущие прототипы таких аккумуляторов при этом страдали от низкого ресурса по циклам зарядки и разрядки. Японским учёным удалось решить проблему за счёт усовершенствования состава электролита. Созданный ими прототип аккумуляторной ячейки в формфакторе «монетки» смог по итогам испытаний с 1000 циклов разрядки сохранить 80 % своей номинальной ёмкости. У аккумуляторов такого типа на 60 % выше оказалась плотность хранения заряда по сравнению с LFP-аккумуляторами, которые на сегодня считаются самой жизнеспособной версией батарей без кобальта. Теоретически, у новых аккумуляторов плотность хранения заряда может оказаться даже выше, чем у содержащих кобальт. Сейчас перед разработчиками стоит задача по изучению сокращения ресурса аккумуляторов нового типа с течением времени. Если технология производства таких аккумуляторов себя зарекомендует, её можно будет заполучить по лицензии.

В воскресенье компания Mercedes-Benz представила долгожданный концепт CLA на полностью электрической платформе MMA, которая должна обеспечить ряд существенных преимуществ. Во-первых, машина впечатляет своей экономичностью, расходуя не более 12 кВт‧ч электроэнергии на 100 км пути, что в топливном эквиваленте означает не более 1 литра горючего на 100 км пробега. При этом 800-вольтовая система позволяет восполнить заряд тяговой батареи за 15 минут на 400 км пробега.

Источник изображений: Mercedes-Benz

При всём этом CLA обещает использовать достаточно дешёвые LFP-батареи в своей начальной комплектации, хотя для старших предусмотрена более дорогая версия с анодом на основе оксида кремния. Ещё одной инновацией станет использование специального клеевого состава для фиксации аккумуляторных блоков в корпусе батареи вместо традиционных металлических крепёжных элементов. Это позволит уменьшить как массу, так и размеры тяговой батареи.

При выпуске CLA будут использованы многие наработки, полученные при создании концепта VISION EQXX. По крайней мере, высокоэффективная силовая установка в сочетании с оптимизированной аэродинамикой и повышенной плотностью хранения энергии в батарее позволит добиться сочетания высокого запаса хода с умеренной себестоимостью. В серию такая машина пойдёт лишь к концу следующего года, но декларируемые для концепта CLA показатели будут присущи многим представителям платформы MMA.

Сейчас предлагаемый компанией сопоставимый по габаритам кроссовер EQA 350 обеспечивает расход электроэнергии от 17 до 18 кВт‧ч на 100 км, поэтому CLA с его 12 кВт‧ч на 100 км будет выгодно отличаться экономичностью. Если перевести этот показатель в эквивалент расхода топлива, то получится не более 1 литра на 100 км. Сейчас Tesla Model 3 обеспечивает расход электроэнергии 13,1 кВт‧ч на 100 км хода, поэтому Mercedes-Benz попытается соперничать в этой сфере и с лидером рынка электромобилей. Кстати, тот самый VISION EQXX обеспечивает расход не более 8,3 кВт‧ч энергии на 100 км, поэтому у Mercedes-Benz есть запас для дальнейшего улучшения экономичности.

Поддержка напряжения 800 В бортовой системой позволит CLA заряжаться от станций мощностью до 250 кВт. В этом случае за 15 минут можно будет набрать заряд, достаточный для преодоления 400 км. Архитектура предусматривает и питание от тяговой батареи внешних потребителей. Запас хода в 750 км по циклу WLTP обеспечен за счёт высокой плотности хранения электроэнергии, но ёмкость тяговой батареи при этом не уточняется. Впрочем, её легко вычислить по заявленному уровню расхода энергии — выходит не более 90 кВт·ч.

От концепта VISION EQXX седан CLA унаследовал и дисплей развлекательной системы MBUX во всю ширину передней панели салона. Круглые дисплеи, отображающие настройки климатической системы, вписаны в крупные круглые дефлекторы вентиляции, а ещё они оснащены управляемой подсветкой. Сидения отформованы под четырёх человек. Машина должна использовать новую операционную систему MB.OS, которая заточена под взаимодействие с фирменным «облаком». Элементы машинного обучения и искусственный интеллект сделают эту программную платформу постоянно совершенствующейся. Непосредственно CLA в начале 2025 года дебютирует на рынке со вторым уровнем автономности управления, но технически платформа готова и к третьему уровню.

Бортовые системы также будут следить за нахождением в салоне детей и домашних животных, оставленных без присмотра на стоянке, а также отслеживать состояние водителя по ритмичности его дыхания. В случае нарушений ритма система сама остановит машину в безопасном месте и вызовет скорую помощь.

Контролирующая 36,8 % мирового рынка тяговых аккумуляторов для электротранспорта китайская компания CATL своему успеху обязана самым дешёвым и распространённым по химическому составу литиевым батареям на основе фосфата железа (LFP). На этой неделе она представила батареи семейства Shenxing, которые позволяют восстановить до 400 км запаса хода за 10 минут зарядки.

Источник изображения: CATL

Массовое производство таких батарей, как сообщает Reuters, начнётся к концу текущего года, а первые электромобили на их основе появятся в первом квартале 2024 года. Представители CATL выразили надежду, что батареи нового семейства со временем станут стандартным решением для многих электромобилей. Тяговая батарея типовой ёмкости позволит среднестатистическому электромобилю преодолевать до 700 км без подзарядки. Кроме того, новое семейство батарей CATL также лучше проявляет себя в суровых погодных условиях. По всей видимости, имеется в виду способность обычных LFP-батарей быстро терять остаточный заряд на морозе. При температуре воздуха 10 градусов ниже нуля по Цельсию новая батарея CATL способна восполнить заряд с 0 до 80 % за 30 минут.

Возможность быстро восполнять заряд тяговой батареи имеет большое значение для владельцев электромобилей, ведь если запас хода можно будет восполнить на 400 км за десять минут, то это почти полностью исключит неудобство, связанное с необходимостью долго заряжаться во время длительных путешествий. Конкурирующая компания Tesla может предложить восполнение запаса хода максимум на 322 км за 15 минут, а китайская компания GAC AION предлагает батареи, способные восполнить запас хода на 500 км за 15 минут.

Сама CATL в последнее время активно проявляет себя в сфере разработки новых типов аккумуляторных батарей. В арсенале компании уже имеются аккумуляторы, позволяющие электромобилям преодолевать по 1000 км без подзарядки, а также питать электродвигатели авиационной техники. Ради снижения себестоимости аккумуляторов CATL создаёт батареи на основе натрия.

До сих пор было принято считать, что так называемые LFP-батареи обеспечивают более высокий эксплуатационный ресурс и низкую стоимость, но более дорогие тяговые аккумуляторы на основе никеля и кобальта при этом лидируют по плотности хранения заряда, а потому обеспечивают более высокий запас хода. В Китае создан новый тип аккумуляторов, который сочетает относительную дешевизну с возможностью обеспечить запас хода без подзарядки до 1000 км.

Источник изображения: Gotion High-Tech

Именно специализация на литиевых аккумуляторах с фосфатом железа (LFP) позволяет китайским производителям занимать лидирующие места на рынке, а заодно и способствовать бурному развитию отечественного рынка электромобилей. Нет ничего удивительного, что совершенствовать тяговые батареи компания Gotion High-Tech решила именно на базе LFP-состава, добавив в него марганец. Исполнительный президент компании Чэн Цянь (Cheng Qian) в телефонном интервью Bloomberg назвал анонс таких батарей «скачком по плотности хранения энергии».

По словам представителей компании, LFP-батареи в своём классическом исполнении предлагают плотность хранения электроэнергии не более 190 Вт·ч/кг, но Gotion High-Tech за счёт добавления в их состав марганца удалось поднять этот потолок до 240 Вт·ч/кг. Это позволяет как создавать более лёгкие тяговые батареи при сохранении запаса хода, так и увеличивать последний из параметров при сохранении прежних габаритных размеров и массы.

Gotion High-Tech входит в десятку ведущих поставщиков тяговых аккумуляторов в мире, занимая восьмое место по версии SNE Research. По данным производителя, LMFP-аккумуляторы оказываются на 5 % дешевле LFP-батареи сопоставимой ёмкости. При сравнении с никель-кобальтовыми аккумуляторами выгода достигает 20 или 25 %. Кроме того, LMFP-аккумуляторы безопаснее своих более дорогих NMC-сородичей с точки зрения угрозы воспламенения. По оценкам аналитиков Rho Motion, аккумуляторы типа LMFP могут к 2040 году занять до 6 % рынка, обойдя прочие зарождающиеся альтернативы типа натрий-ионных батарей.

Gotion High-Tech приступит к производству LMFP-батарей семейства Astronino во втором квартале следующего года на двух предприятиях в Китае. К другим преимуществам LMFP-батарей этой марки можно будет отнести способность быстро восполнять заряд. На станции экспресс-зарядки со ступенчатым управлением мощностью восстановить заряд тяговой батареи с 10 до 80 % можно будет примерно за 18 минут. Батареям семейства Astronino уже удалось успешно пройти испытания на безопасность.

Корпорация Ford Motor приурочила к публикации квартальной отчётности новость о возобновлении приёма заказов на электрический кроссовер Mustang Mach-E, который будет выпускаться на модернизированном предприятии в Мексике в несколько обновлённом виде. Ценовые войны с Tesla не прошли даром, поэтому кроссовер Ford подешевел на величину до $4000, но при этом увеличил запас хода в базовом исполнении.

Источник изображения: Ford Motor

Впрочем, такое сочетание обновлений стоило электромобилю перехода на использование LFP-батарей в базовом исполнении — с сегодняшнего дня цены начинаются с отметки $42 995 за версию кроссовера с задним приводом. Запас хода вырос на 42 км до 400 км, а полноприводная версия за $45 995 способна без подзарядки преодолеть не более 362 км. Переход на аккумуляторы с фосфатом железа (LFP) снизил себестоимость батареи и увеличил её ресурс, но машина наверняка стала тяжелее, а в холодную погоду такая батарея быстрее теряет заряд. Ford открыто рекомендует покупателям из регионов с холодными зимами доплатить за NCM-батарею $7000. Самый дорогой вариант кроссовера стоит $59 995 в базовом исполнении.

Примечательно, что после обновления машина стала на пять минут быстрее восполнять заряд тяговой батареи от станции экспресс-зарядки. Вариант с LFP-батареей может быть удобен тем, кто чаще заряжает батарею на все 100 % ёмкости, что не всегда рекомендуется производителями из-за опасений по поводу снижения ресурса аккумуляторов.

Отныне Ford будет на 90 дней предоставлять покупателям Mustang Mach-E пробную подписку на сервис BlueCruise, который включает в себя различные системы активной помощи водителю. Чтобы по истечении пробного периода сохранить доступ к опции на три года, необходимо будет заплатить $2100 вместо прежних $1900. Именно в такую сумму Ford оценивает трёхлетнюю подписку на фирменный сервис.

Если же вернуться к теме квартального отчёта Ford Motor, то в части выпуска электромобилей компания ставит перед собой цель до конца года увеличить объёмы производства кроссоверов Mustang Mach-E в два раза, а пикапов F-150 Lightning — в три раза. Выпуск электромобилей продолжает приносить компании убытки, в этом году она собирается потерять не менее $3 млрд на соответствующем направлении деятельности, но по итогам года всё же рассчитывает вывести свои модели первого поколения на безубыточность за счёт увеличения объёмов продаж. В прошлом году Ford потеряла на выпуске электромобилей $2,1 млрд, а всего с 2021 года эти убытки достигли $6 млрд.

В первом квартале Ford выпустила всего около 5400 кроссоверов Mustang Mach-E, но после перезапуска предприятия в Мексике она рассчитывает наверстать упущенное во втором полугодии. В годовом сравнении объёмы производства этой модели сократились по итогам первого квартала на 20 %, тогда как общее количество выпущенных Ford электромобилей выросло на 41 % до 10 866 штук. Пикапов Ford F-150 Lightning в первом квартале было реализовано в количестве 4291 экземпляра.

Изначально считалось, что литиевые аккумуляторы типоразмера 4680 идеально подходят для использования в грузовиках Tesla Semi, поскольку обеспечивают более высокую плотность хранения энергии и не так скрадывают грузоподъёмность, но к моменту запуска серийного производства выяснилось, что такие аккумуляторы им пока не достались. Теперь же Tesla говорит о возможности использования в грузовиках LFP-батарей.

Источник изображения: Tesla

Напомним, под обозначением LFP скрываются литиевые аккумуляторы на основе фосфата железа, которые дешевле в производстве, чем содержащие никель и кобальт, но обладают меньшей плотностью хранения электроэнергии и сильнее теряют заряд на морозе. Зато они обладают повышенным ресурсом и не так склонны к самовозгоранию. Впрочем, из всех качеств LFP-батарей производителей сейчас сильнее всего привлекают именно дешевизна, как и большие объёмы выпуска, которые обеспечиваются преимущественно китайскими компаниями типа CATL.

В среду, как поясняет Reuters, компания Tesla опубликовала программный документ «Master Plan Part 3», который описывает стратегию развития компании на ближайшие годы, и в его тексте открыто декларируются намерения использовать LFP-батареи для более доступной версии грузовика Tesla Semi, которая получила суффикс Light в названии. Машины такого типа будут работать на коротких дистанциях. В декабре компания начала мелкосерийное производство тягачей Semi в исполнении с запасом хода 800 км, позднее на конвейер встанут модификации с запасом хода 480 км, но какую дальность поездок смогут обеспечить версии Semi с батареями LFP, не конкретизируется. Уточняется лишь, что если дальнобойные версии грузовиков получат тяговую батарею ёмкостью 800 кВт·ч, то у Semi Light она не превысит 500 кВт·ч.

Одновременно из опубликованной Tesla документации стало известно, что перспективные компактные электромобили этой марки будут оснащаться LFP-батареями ёмкостью 53 кВт‧ч. Это почти в полтора раза меньше, чем у большинства версий Model 3 и Model Y (75 кВт‧ч), но меньшие габариты и масса перспективной модели должны обеспечить ей приемлемый запас хода даже с батареей такой ёмкости. Эти машины будут собираться на строящемся предприятии Tesla в Мексике, но со временем попадут и на конвейер других предприятий компании. Tesla не исключает возможности выпуска коммерческих фургонов с батареями ёмкостью 100 кВт·ч, использующими в своём составе высокую долю никеля. Фактически, такие фургоны и микроавтобусы Tesla могут быть унифицированы по батареям с Model S, Model X и Cybertruck. Компания также задумывается о выпуске электробуса на основе LFP-батарей ёмкостью 300 кВт·ч. Судя по всему, эффективность его использования на городских маршрутах будет определяться возможностью частого пополнения заряда.

Применять LFP-батареи Tesla готова и в составе более крупных Model 3 и Model Y. Фактически, она уже делает это на ряде комплектаций указанных электромобилей, собираемых в Китае. На конвейер шанхайского предприятия Tesla такие батареи попадают от китайской компании CATL. Поскольку американские законы вряд ли позволят последней организовать производство на территории США, Tesla сможет рассчитывать на поставки LFP-батарей для своих американских предприятий силами южнокорейской компании LG Energy Solution, которая собирается наладить их выпуск на территории штата Аризона. По прогнозам Tesla, до 67 % мирового парка легковых электромобилей будут довольствоваться использованием LFP-батарей. Лишь 33 % машин нужны будут батареи с высоким содержанием никеля и марганца.

Компания SK On уже не раз намекала, что не собирается ограничивать ассортимент выпускаемых литиевых аккумуляторов версиями с высоким содержанием никеля. В качестве более доступной альтернативы будет налажен выпуск аккумуляторов без кобальта, но с более высоким содержанием марганца, а в начальном ценовом диапазоне расположатся LFP-батареи. Их компания начнёт выпускать с 2025 года на территории Китая.

Источник изображения: SK innovation

Соответствующие заявления сделал на уходящей неделе исполнительный вице-президент SK On Джейсон Ли (Jason Lee), как отмечает Reuters. По его словам, к 2025 году компания собирается наладить выпуск литиевых аккумуляторов на основе фосфата железа. Они способны обходиться в производстве на 20 % дешевле никелево-кобальтовых, но такой разрыв сохраняется только при расположении предприятий на территории Китая, как пояснил представитель SK On. По этой причине компания начнёт выпуск LFP-батарей именно в Китае, хотя в дальнейшем география расширится.

Как дал понять Джейсон Ли, выпуск LFP-аккумуляторов Европе ещё способен сохранить 15-процентное преимущество в себестоимости, а вот выпускать их на территории США экономически нецелесообразно. При этом SK On строит предприятия в США и собирается запустить их к 2026 году, но будет производить на них аккумуляторы другого типа. Важно понимать, что стать лидерами на мировом рынке тяговых аккумуляторов китайским компаниям типа CATL помогла именно ставка на химический состав LFP и активное использование сырья китайского происхождения. Зарубежные конкуренты нередко приписывают к этим факторам ещё и государственные субсидии, но теперь можно убедиться, что и корейский производитель считает Китай наиболее выгодной площадкой для выпуска дешёвых батарей. Ранее отмечалось, что LFP-батареи корейской SK On будут иметь пакетную компоновку, а не призматическую форму, как у китайских конкурентов. Это позволит увеличить плотность размещения элементов внутри батареи и повысить её совокупную ёмкость.

В китайской провинции Нинся, отличающейся обширной солнечной и ветряной генерацией, к сети подключили новую гигантскую систему хранения энергии — мегабатарею мощностью 200 МВт и ёмкостью 400 МВт·ч. Этой энергии хватит на обеспечение электричеством 300 домов в течение года. Впрочем, батарея необходима не для этого, а для сглаживания пиков и спадов в потреблении электричества, когда солнце и ветер работают либо с недостатком мощности, либо с её избытком.

Источник изображения: Hithium

Главная особенность введённой в строй в Китае мегабатареи в том, что она состоит из литий-железо-фосфатных аккумуляторов (LFP). Мегабатарея компании Telsa, предназначенная для тех же целей, например, состоит из литийионных аккумуляторов. Батареи LFP запасают меньше энергии, чем литийионные. Но они выгодны при длительной эксплуатации, поскольку выдерживают больше циклов перезаряда и, что самое главное, LFP-аккумуляторы менее взрывоопасны по сравнению с чисто литиевыми. Те же батареи Tesla уже горели в Австралии и в США, тогда как о пожарах в хранилищах на LFP-аккумуляторах пока не сообщалось, если мы ничего не упустили.

Батареи LFP для хранилища энергии в Нинся произвела китайская компания Hithium. Она пока мало известна за пределами Китая, но это наверняка вопрос времени. Hithium планирует построить завод для выпуска LFP-батарей с пиковой мощностью 135 ГВт•ч в год с 2025 года. Это потребует от неё впечатляющих инвестиций в размере $4,71 млрд, которые она уже пообещала выделить. Есть информация, что Hithium имеет договорённость на развёртывание восьми мегабатарей в Австралии, но пока завод не выйдет на полную мощность, к реализации этих проектов никто приступать не будет.

Литиевые аккумуляторы на основе фосфата железа не требуют использования резко подорожавших никеля и кобальта, и это становится одним из факторов, привлекающих к ним внимание производителей электромобилей. Ford Motor от этой тенденции не осталась в стороне, поскольку руководитель компании признался в проведении экспериментов с использованием аккумуляторов типа LFP.

Источник изображения: Ford Motor

Это заявление, как поясняет Electrek, генеральный директор Ford Джим Фарли (Jim Farley) сделал на квартальной отчётной конференции, когда его попросили поделиться соображениями по поводу батарей на основе фосфата железа. По его словам, Ford уже некоторое время ведёт соответствующие исследовательские работы. Компания пришла к выводу, что использование LFP-батарей в первом поколении электромобилей позволит ей достаточно быстро продвинуться в наращивании объёмов производства.

По сути, это говорит о готовности Ford в случае необходимости начать оснащение LFP-аккумуляторами не только пикапов F-150 Lightning, но и кроссоверов Mustang Mach-E. Одних только пикапов компания должна выпустить в следующем году не менее 150 тысяч штук, поэтому для существенного увеличения объёмов производства потребуются дополнительные источники аккумуляторов. В этой ситуации не следует отметать и вариант использования LFP-батарей, поскольку он позволит создавать начальные версии электромобилей с меньшими затратами. Рост цен на никель уже вызвал повышение ценников в модельном ряду большинства крупных производителей электромобилей, поэтому перевод части ассортимента на LFP-батареи позволит сохранить ценовую привлекательность начальных комплектаций.

Компания Tesla половину отгруженных в первом квартале электромобилей снабдила аккумуляторами на основе фосфата железа (LFP), и отраслевые эксперты ожидают, что на мировом рынке они начнут доминировать уже в 2024 году. Корейские производители тяговых батарей убеждены, что смогут противостоять этому тренду, предлагая аккумуляторы без кобальта, но с увеличенным содержанием марганца.

Источник изображения: Samsung SDI

Производители литиевых батарей постоянно ищут «слабое звено» в химическом составе аккумуляторных ячеек, и до резкого повышения цен на никель таковым они считали кобальт, стоимость которого могла определять до четверти стоимости всей ячейки. С морально-этической точки зрения к практике добычи кобальта у прогрессивного западного сообщества тоже имелись свои вопросы, поэтому работа по замещению этого элемента в составе батарей велась давно.

Как поясняет Business Korea, три основных производителя литиевых аккумуляторов в Южной Корее, компании Samsung SDI, SK On и LG Energy Solution, на своих квартальных отчётных мероприятиях недавно выразили готовность совершенствовать состав тяговых батарей на основе никеля и марганца, чтобы в конечном итоге отказаться от использования кобальта. Во-первых, это позволит сделать аккумуляторы дешевле и лучше конкурировать с набирающими популярность LFP-батареями, производство которых на 90 % сосредоточено в руках китайских компаний. Во-вторых, в противовес китайским LFP-аккумуляторам, корейские батареи без кобальта сохранят приемлемую плотность хранения заряда и не будут столь же массивными. Правда, компенсировать отказ от кобальта планируется за счёт увеличения содержания марганца, но это всё равно выгодно экономически.

В минувшем квартале Tesla оснащала LFP-батареями половину выпущенных электромобилей, и это стало для многих откровением, но Илон Маск (Elon Musk) традиционно старается предвосхищать общие тенденции развития отрасли, и переход на аккумуляторы типа LFP не стал исключением. В ближайшие годы доля таких батарей на рынке электромобилей будет неуклонно расти.

Источник изображения: CATL

По данным Benchmark Mineral Intelligence, на которые ссылается Reuters, в Китае доля LFP-батарей уже достигла 44 % рынка, именно местные производители во главе с CATL доминируют в рейтинге поставщиков аккумуляторов с данным химическим составом: литий и фосфат железа. Китайские компании контролируют 90 % рынка LFP-батарей, но ситуация начнёт меняться после локализации производств в США и Европе. Та же CATL, напомним, старается не уступать конкурентам, а потому собирается начать выпуск LFP-батарей в Германии и изучает возможность строительства профильного предприятия в США.

В США и Канаде, как гласит статистика, LFP-батареи пока занимают не более 3 % рынка, и доминируют аккумуляторы на базе никеля, кобальта и марганца (NCM). В Европе ситуация отличается незначительно, там на долю LFP-батарей приходится не более 6 % рынка. По оценкам Reuters, в ближайшие три года свои предприятия по производству LFP-аккумуляторов для электромобилей на территории США и Европы собираются построить более 12 компаний.

Пока выпуск LFP-батарей обходится дешевле, чем в случае с NCM-аккумуляторами, но первые содержат больше лития, а потому рост цен на данный металл может стать для сторонников LFP-батарей источником экономических проблем. Батареи на основе фосфата железа обеспечивают более низкую плотность хранения заряда, а потому оказываются тяжелее и крупнее NCM-версий, но они меньше склонны к самовоспламенению и обладают более высоким ресурсом. К сожалению, к недостаткам LFP-батарей следует отнести способность быстрее терять заряд на морозе, но автопроизводители стараются компенсировать это организацией штатных систем подогрева.

Об использовании LFP-батарей уже задумались европейские автопроизводители типа Audi и BMW, а Mercedes-Benz без колебаний делает на них ставку даже в легковом сегменте. Молодая американская компания Fisker будет оснащать свои электрические кроссоверы аккумуляторами типа LFP марки CATL, но через несколько лет надеется организовать поставки батарей с таким составом с территории США, Канады или Мексики.

Не так давно компания Tesla объявила, что начальные версии её электромобилей будут снабжаться более дешёвыми тяговыми батареями типа LFP на всех рынках, хотя ранее это было прерогативой машин китайской сборки. Скачок цен на никель в этом году подтолкнул многих производителей присмотреться к аккумуляторам на основе фосфата железа, и к 2024 году они смогут перейти к окончательному доминированию на мировом рынке.

Источник изображения: CATL

По крайней мере, такого прогноза придерживаются аналитики TrendForce, сообщающие, что на рынке аккумуляторов китайского производства перелом случился ещё в прошлом году, и так называемые LFP-батареи захватили 52 % сегмента тяговых аккумуляторов. Они дешевле и долговечнее батарей на базе никеля, кобальта и марганца, хотя при этом обладают меньшей плотностью хранения заряда и более чувствительны к отрицательным температурам. С другой стороны, у батарей типа LFP ниже склонность к самовозгоранию, так что сторонников их применения на транспорте становится всё больше.

Источник изображения: TrendForce

На мировом рынке, по данным TrendForce, в прошлом году сохранялся выраженный перевес в сторону NMA- и NMC-батарей, которые занимали 64 % сегмента, оставляя 36 % аккумуляторам типа LFP. При нынешних темпах экспансии производства последних перелом в их пользу может состояться уже в 2023 году (57 %), а к 2024 году они смогут занять уверенные 61 % рынка. Во всяком случае, производство катодных материалов сейчас сосредоточено в Южной Корее и Китае, и в этих странах намного интенсивнее строятся предприятия по выпуску компонентов для LFP-батарей. Фактически, строительство идёт даже с опережением реальных потребностей рынка, хотя запас позволит в случае необходимости быстро нарастить объёмы производства.

В ближайшее время, как считают эксперты TrendForce, производители сосредоточатся на обеспечении непрерывности деятельности профильных предприятий и снижении себестоимости продукции. Концентрация на выпуске LFP-аккумуляторов в данном случае позволяет в меньшей степени зависеть от роста цен на сырьё, хотя литий для производства таких батарей тоже требуется. Уже в 2025 году аккумуляторы на основе фосфата железа смогут занять до 64 % рынка, как считают в TrendForce.