Отличия различных типов батарей

Аккумуляторная батарея – сердце электромобиля. Давайте разберемся какие бывают аккумуляторы и в чем между ними различие?

О том, какие именно аккумуляторы, с каким химическим составом, сейчас находят применение в электромобилях, сегодняшняя наша статья. Это важная тема, ведь многие путаются в их видах и отличиях, а от этого зависит, как именно нужно использовать ваш электромобиль.

Времена свинцово-кислотных аккумуляторов прошли, большинство автомобилей сегодня имеют один из двух видов литий-ионных батарей: батареи с содержанием никеля и кобальта (NMC, NCA) или литий-железо-фосфатные батареи (LFP). Но в чем их преимущества, недостатки и что стоит выбрать в своем следующем электромобиле?

Аккумуляторы NMC

Плюсы

• Выше плотность энергии (больший диапазон движения)
• Более быстрая зарядка в холодном климате

Минусы

• Дороже, в первую очередь за счет стоимости лития и кобальта
• Более короткий жизненный цикл, чем у LFP, выше риск перегрева
• Использует экологически опасное сырье

Никель-марганцево-кобальтовые (NMC) батареи являются на сегодняшний лень самой распространенной формой батарей в электромобилях, начиная с Nissan Leaf и заканчивая Mercedes-Benz EQS. Как видно из названия, катод батареи обычно состоит из никеля, марганца и кобальта в разных соотношениях

Элементы NMC выгодны благодаря более высокой плотности энергии, что дает больший диапазон хода, и меньшей чувствительности к низким температурам, то есть возможности заряжаться быстрее в холодном климате

Но использование кобальта и никеля является неэкологичным из-за нестабильной и неэтичной практики добычи полезных ископаемых в развивающихся странах, и стоит дорого, что делает NMC дороже, чем LFP, в пересчете на единицу энергии

Производители автомобилей обычно рекомендуют владельцам заряжать батареи NMC только до 80 процентов, чтоб избежать долгосрочных последствий ухудшения емкости. Полную зарядку следует проводить лишь изредка, когда это необходимо, например, во время длительных поездок

Аккумуляторы NCA

Плюсы

• Выше плотность энергии (больший диапазон)
• Не использует нестойкий марганец

Минусы

• Все равно дорого
• Короче срок службы

Никель-кобальт-алюминиевые (NCA) батареи схожи с батареями NMC, и они мало распространены – используются только в старых моделях электромобилей Tesla до 2019 года

Батареи NCA имеют высокую плотность энергии, но в них неэкологичный марганцевый материал заменен алюминием, что продлевает срок их службы в сравнении с NMC. Но все равно аккумуляторы NCA имеют более короткий жизненный цикл и стоят дороже, чем батареи LFP, поскольку содержат значительное количество кобальта и никеля

Tesla рекомендует заряжать свои электромобили, оснащенные NCA, до 80 процентов, чтобы сохранить их работоспособность в долгосрочной перспективе

Аккумуляторы LFP

Плюсы

• Более длительный жизненный цикл, меньше риск перегрева
• Ниже стоимость
• Более экологичный

Минусы

• Более низкая плотность энергии, соответственно меньший диапазон движения
• Значительный вес
• Более чувствителен к низким температурам
• Все еще использует дорогой литий

Литий-железо-фосфатный (LFP) аккумулятор является дешевым и экологичным типом батареи, что чрезвычайно важно для того, чтобы снизить ценовой барьер для небольших электромобилей начального уровня

Он уже используется в электромобилях MG и BYD, базовых вариантах седана Tesla Model 3, кроссовера Model Y и большом количестве китайских авто

В отличие от NMC и NCA, батареи LFP не содержат никеля, кобальта и марганца, что снижает расходы на производство. Кроме того, они крепче и менее чувствительны к перегреву, в сравнении с NMC

Ключевое преимущество LFP аккумулятора – его более длительный жизненный цикл, что уменьшает проблемы с деградацией. Элементы LFP способны выдержать более 3000 циклов полной зарядки, а некоторые виды от BYD или CATL – до 6000, в сравнении с NMC, который выдерживает приблизительно от 1000 до 2000 циклов в лучшем случае

Это означает, что вы можете не беспокоиться о здоровье вашего аккумулятора вдвое дольше в случае использования батарей LFP – до 15 лет. Это позволяет многим производителям предоставлять пожизненную гарантию на аккумулятор в электромобиле

Стоит отметить, что Tesla рекомендует регулярно заряжать на 100% модели, оснащенные LFP, чтобы должным образом откалибровать аккумулятор, от чего зависит точность показаний индикатора процента заряда батареи, что гарантирует сохранение качества батареи и запаса хода

В некоторых случаях оборудованный LFP электромобиль с возможностью 100-процентной зарядки может иметь такой же полезный запас хода, как и автомобиль с NMC или NCA, ограниченный 80- или 90-процентной зарядкой

Например, Tesla Model 3 Long Range средней спецификации с ограниченной 80-процентной зарядкой батарей NMC будет иметь такой же «ежедневный» запас хода, как и полностью заряженная батарея LFP начального уровня Model 3 с задним приводом (RWD), при том что она на 14 500 долларов США дешевле. Но благодаря более долгому жизненному циклу LFP, момент возможной замены аккумулятора откладывается еще, как минимум, на 7–8 лет

Разработка новых типов аккумуляторов — это непрерывный процесс. Такие производители аккумуляторов, как Contemporary Amperex Technology Co. Limited (CATL), Panasonic, Samsung SDI, LG Energy Solution и BYD, быстро разрабатывают новые аккумуляторы – более энергоемкие, более легкие, более безопасные, более экологичные и, что важно, доступные. Поэтому и цена на новые электромобили быстро снижается, и уже сейчас они почти сравнялись в цене с обычными авто с двигателями внутреннего сгорания