Аккумуляторы электромобилей: чем отличаются типы ЛФП и НМК

Самой важной и дорогой частью современных электромобилей, без сомнения, является аккумулятор. Хотя основы технологий хранения энергии были заложены ещё в прошлом веке, первые коммерческие литий-ионные батареи компания Sony выпустила в 1991 году. Вполне естественно, что разнообразные сложные термины и сокращения, с которыми сегодня сталкиваются водители, вызывают множество вопросов. Например, часто спрашивают, является ли литий-железо-фосфатная батарея обычным литий-ионным аккумулятором или это технология другого типа. Об этом Autocar.ко.ук сообщает .

По данным иксбт.ком, несмотря на сложные названия, все современные аккумуляторы электромобилей фактически относятся к литий-ионному типу, работают по одному принципу и состоят из одинаковых основных компонентов. Батарея включает несколько сотен небольших аккумуляторных ячеек. Каждая из них создаёт определённое напряжение, после чего ячейки объединяются в общий корпус и обеспечивают мощность, необходимую для движения электромобиля.

Устройство аккумуляторных ячеек

Каждая отдельная аккумуляторная ячейка состоит из четырёх основных компонентов. Это положительно заряженный катод, отрицательно заряженный анод, пористый сепаратор из пластика или керамики между ними и тонкий слой жидкого электролита. Ячейки могут иметь тонкую плоскую, цилиндрическую или призматическую форму, однако их внутренняя конструкция всегда включает одни и те же элементы.

Единственное, что меняется в литий-ионных батареях, — это формула химических соединений в составе катода. Сегодня в автомобильной промышленности наиболее распространены два типа катодов: никель-марганец-кобальтовый (НМК) и литий-железо-фосфатный (ЛФП, где буква «Ф» означает железо). Оба названия описывают смесь химических веществ, используемых для создания катода, тогда как анод всегда имеет углеродную основу и обычно изготавливается из графита.

Химический состав и его свойства

Промышленные специалисты сравнивают процесс смешивания химических веществ с приготовлением выпечки, однако количество ингредиентов в литий-ионной аккумуляторной ячейке гораздо меньше. Катод изготавливают путём смешивания химических веществ до состояния пасты, нанесения её тонким слоем на алюминиевую фольгу и последующей сушки. Углеродный анод делают из графитовой пасты, нанесённой на медную фольгу.

Разные химические формулы обеспечивают аккумуляторам различные характеристики. Например, батареи НМК способны хранить больше энергии для увеличения запаса хода, а кобальт обеспечивает высокую удельную мощность. При этом в более доступных батареях ЛФП не используются дорогой никель или вызывающий споры кобальт, поэтому они считаются более стабильными.

Независимо от типа используемой батареи механизм её работы одинаков. Во время зарядки ионы лития перемещаются от катода через электролит и сепаратор к углеродному аноду, где накапливаются. Когда батарея используется и её заряд расходуется, эти ионы возвращаются обратно — к катоду.