Rozwój elektromobilności napędza poszukiwanie wydajniejszych, bardziej przystępnych i bezpiecznych technologii magazynowania energii. W tym kontekście baterie LFP (litowo-żelazowo-fosforanowe) oraz ich zaawansowana odmiana LMFP (litowo-manganowo-żelazowo-fosforanowe), stają się jednymi z najważniejszych rozwiązań. Pojawiają się nie tylko w samochodach elektrycznych, ale także w systemach magazynowania energii.
To rozwiązanie już jest i już działa, dziś. Oczywiście istnieją również innego rodzaju obiecujące projekty baterii. Jednak obecnie, to właśnie tego typu baterie coraz częściej trafiają do produkowanych dziś elektryków i to na całym świecie. Choć przyznać trzeba, że najczęściej w Chinach. Ale to właśnie ten kraj, dziś wiedzie prym w świecie produkcji EV.
Czym są baterie LFP i LMFP?
Baterie LFP bazują na stabilnym połączeniu chemicznym. Chodzi o katodę zbudowaną na bazie fosforanu żelaza i litu, która wyróżnia się odpornością na przegrzanie i wysoką żywotnością. LMFP dodaje do tej mieszanki mangan, zwiększając gęstość energii bez poświęcenia bezpieczeństwa. Jest to zdecydowanie jedna z najważniejszych aspektów w użytkowaniu baterii w dzisiejszych czasach. Technologia LMFP jest szczególnie obiecująca dzięki możliwości osiągania gęstości energii bliskiej bateriom NMC (niklowo-manganowo-kobaltowym). To pozwala na zwiększenie zasięgu pojazdów elektrycznych.
Dlaczego te baterie są tak popularne?
1. Niższe koszty produkcji
Baterie LFP i LMFP nie wymagają stosowania drogich i trudnodostępnych materiałów, takich jak kobalt czy nikiel. Dzięki temu ich produkcja jest tańsza, co umożliwia producentom samochodów elektrycznych obniżenie kosztów pojazdów, szczególnie w segmencie masowym.
2. Bezpieczeństwo i stabilność termiczna
Chemia fosforanu żelaza, zapewnia odporność na przegrzanie i niemal eliminuje ryzyko samozapłonu. W warunkach ekstremalnych (np. w wyniku uszkodzenia mechanicznego) baterie te zachowują się znacznie bezpieczniej niż ich odpowiedniki bazujące na NMC.
3. Długa żywotność
Baterie LFP i LMFP mogą wytrzymać od 2000 do 4000 cykli ładowania. Oznacza to, że mogą być używane przez wiele lat, nawet przy intensywnej eksploatacji.
Ładowanie do 100%, to nie problem.
Baterie LFP można ładować do 100% bez obaw o ich trwałość, ponieważ ich chemia jest bardziej stabilna i odporna na degradację, spowodowaną pełnym naładowaniem, i utrzymaniem takiego stanu. W odróżnieniu od baterii NMC czy NCA, które przy ładowaniu do 100% szybciej tracą swoją pierwotną pojemność. LFP zachowują swoją żywotność, nawet przy regularnym osiąganiu maksymalnego poziomu naładowania. Dlatego producenci, tacy jak Tesla, rekomendują ładowanie baterii LFP do pełna, aby maksymalizować zasięg, bez ryzyka uszkodzeń. To bardzo ważne dla wielu osób, które po pierwsze, nie znają się na technologii bateryjnej aut. Po drugie zaś, nie chcą sobie takimi rzeczami zawracać głowy. Po prostu kupują samochód, aby nim jeździć. A przecież o to chodzi. Nie każdy musi być inżynierem od technologii bateryjnych, czy mechanikiem samochodowym. Zdecydowana większość z nas jest po prostu użytkownikiem i kierowcą.
Nowe badania i rozwój technologii
Obecnie trwają intensywne badania nad dalszym zwiększeniem wydajności baterii LMFP:
• BYD (Build Your Dreams) – chiński gigant rynku EV i jeden z największych producentów baterii LFP. Niedawno wprowadził model Blade Battery, który jeszcze bardziej poprawia bezpieczeństwo i gęstość energii.
• CATL (Contemporary Amperex Technology Co. Limited) – wiodący światowy producent baterii LMFP, który dostarcza ogniwa do takich marek jak Tesla, BMW czy Mercedes-Benz. CATL opracowuje nowe technologie zwiększające gęstość energii nawet o 20% w porównaniu z obecnymi rozwiązaniami LFP.
• Gotion High-Tech – firma intensywnie rozwija technologię LMFP, zapowiadając pierwsze komercyjne zastosowania w samochodach elektrycznych w 2025 roku.
Super trwałe i odporne na uszkodzenia baterie firmy BYD z serii Blade. (Fot: x.com/DoluBatarya)
Zastosowanie w branży motoryzacyjnej
Baterie LFP i LMFP są obecnie stosowane w wielu markach samochodów elektrycznych. Szczególnie w modelach masowych oraz pojazdach z mniejszym zasięgiem.
– Tesla – Baterie LFP są używane w modelach Tesla Model 3 i Model Y Standard Range. Głównie na rynkach europejskim i chińskim.
– BYD – Wszystkie modele elektryczne tego producenta bazują na technologii LFP, w tym popularna seria Han EV.
– Volkswagen – Planuje masowe zastosowanie baterii LFP w swoich pojazdach z serii ID w segmencie budżetowym.
– BMW – Rozważa wdrożenie technologii LMFP w modelach nowej generacji, aby zwiększyć zasięg i bezpieczeństwo pojazdów.
Najnowsza wersja Tesla Model 3 z najmniejszą baterią wykonaną właśnie w technologii LFP, a być może LMFP. Nie jest to jeszcze potwierdzone. Jednak co wiemy to to, że podstawowa bateria w autach Tesli urosła. Brutto będzie to 66 kWh co oznacza wielkość użyteczną na poziomie 62,5 kWh. Tak przynajmniej wynika z dokumentów homologacyjnych auta. Zasięg? Cóż, uraduje wszystkich fanów marki Tesla. Według normy WLTP to aż 520 km. W „real life” przełoży się to na jakieś 350 km zasięgu w „trasie”.
Jak to jest naprawdę?
Oczywiście bez szaleństw, w ramach dozwolonych europejskich norm prędkości. Będąc niedawno Modelem 3 w wersji Long Range na Sycylii, średnie zużycie oscylowało wokół 17,6 kWh/100 km. Można więc przyjąć, że w wersji RWD z jednym silnikiem, będzie to nieco mniej. Myślę, że osiągnięcie 16,5 kWh/100 km będzie całkiem realne. Nie patrzmy, ile auto przejedzie przy prędkości 130 czy 140 km/h. Taka sytuacja podczas jazdy nie ma miejsca. Zazwyczaj, kiedy jedziesz na przykład 1000 km jednego dnia, okazuje się że poprzez korki, wypadki, roboty drogowe i inne tego typu zdarzenia, Twoja średnia prędkość, to nie 130 km/h, a jakieś 90-100 km/h. Tak to wygląda w rzeczywistości. Zdarza się czasami, że uda nam się jechać z dużą prędkością przez jakiś czas, jednak to trochę jak mieć dużego „farta”, jeśli chodzi o jazdę po europejskich drogach.
Tak więc zakładając realne zdarzenia drogowe, dotyczące nas wszystkich, okazuje się, że jedno ładowanie w takiej wersji auta spokojnie wystarczy na przejechanie nawet 350 km po europejskich autostradach. Co w przypadku podstawowego modelu takiej marki jak Tesla, uważam za bardzo dobry wynik. Jeżdżąc po Europie i tak zatrzymuje się zdecydowanie częściej. Jakieś 250-300 km, to moja odległość między małymi przerwami na: kawę, toaletę, wypuszczenie psa na „siku”, czy wreszcie doładowanie auta.
Parametry techniczne i praktyczne zalety
1. Ładowanie
Przy szybkim ładowaniu baterie LFP osiągają maksymalną moc około 120–150 kW. Podczas gdy LMFP może zbliżyć się do 200 kW, a nawet więcej, skracając czas ładowania.
Przy wolnym ładowaniu obie technologie wykazują minimalną degradację, co czyni je idealnymi dla użytkowników korzystających z domowych ładowarek AC.
2. Zasięg i efektywność
Baterie LFP oferują zasięg odpowiedni dla miejskich samochodów elektrycznych (300–400 km na jednym ładowaniu).
LMFP, dzięki wyższej gęstości energii, pozwala na osiągnięcie zasięgu powyżej 500 km, zbliżając się do osiągów baterii NMC.
3. Przyszłość cen
Ze względu na rosnącą skalę produkcji oraz brak uzależnienia od drogich materiałów i surowców trudno dostępnych, koszty baterii LFP i LMFP spadają. Przewiduje się, że w ciągu najbliższych 5 lat staną się one jeszcze bardziej konkurencyjne oraz dużo tańsze niż obecnie. Co może i powinno sie przełożyć na niższe ceny aut zasilanych tego typu bateriami.
Podsumowanie
Baterie LFP i LMFP to przyszłość masowego rynku elektromobilności. Ich bezpieczeństwo, trwałość oraz rosnąca gęstość energii, czynią je idealnym rozwiązaniem dla pojazdów elektrycznych w każdym segmencie. Dzięki postępowi technologicznemu i zaangażowaniu firm takich jak BYD, CATL i Gotion High-Tech, oraz wielu innych, baterie te stają się coraz bardziej efektywne i przystępne cenowo. Warto śledzić ich rozwój, ponieważ mają potencjał, aby zdominować rynek pojazdów elektrycznych w najbliższych latach.
