Läbimurre USA liitium-raudfosfaatpatareide tehnoloogias: kolmekomponentsete liitiumakudega sarnane energiatihedus

Viimased uudised Ameerika akufirmalt ONE näitavad, et on välja töötanud liitiumraudfosfaatpatarei, mille kaal ja energiatihedus sarnaneb kolmekomponentsete liitiumakude omaga. ONE-i liitiumraudfosfaatpatarei hakatakse aga tootma alles 2024. aasta lõpus.

Selle akutoote nimi on Aries II ja aku laetav võimsus on 71.{1}}kilovatt tundi. Selle elementide kaaluenergiatihedus ulatub 162 Wh/kg-ni, mis tähendab akuploki tasemel kaalu energiatihedust 160,7 Wh/kg.
Energiatihedus on aku jõudluse oluline näitaja, mis on aku poolt vabaneva elektrienergia keskmine ühiku maht või mass.
Kuna uute energiasõidukite sõiduulatus sõltub peamiselt olemasolevast elektrienergiast ja sõiduki üldisest energiatarbimisest (läbilaskevõimest=saadaolevast elektrienergiast/energiatarbimisest), määrab uute energiasõidukite maksimaalse ühe sõiduulatuse peamiselt aku energiatihedus eeldusel, et sama energiatarve jääb muutumatuks ning akupaki maht ja kaal on rangelt piiratud.

Niisiis, milline on ONE aku energiatiheduse globaalne asend?

Vastavalt Battery Designi toodetud kõrgeima ja madalaima energiatihedusega akupakettide ülemaailmsele nimekirjale pärineb liider Hiinast NIO Motorsilt. NIO ET7 eelseisva paigaldamise aku mahutavus on 150-kilovatt tundi, kaal 575 kilogrammi (1268 naela) ja energiatihedus 260,9 Wh/kg. Vastavalt NIO Automotive'i kasutusjuhendile kasutab see aku kõrge niklisisaldusega kolmekomponentset positiivset elektroodi ja pooltahket elektrolüüti.

Järgmine on Ningde ajastu Kirin aku, mis kasutab kõrge niklisisaldusega kolmekomponentset positiivset elektroodi materjali ja mille maksimaalne energiatihedus on 255 Wh/kg.
Tesla Model 3 ja Model Y 82 kWh aku massi energiatihedus on 171 Wh/kg, kasutades kolmekordseid silindrilisi liitiumioonakusid, mida tarnib Jaapanist Panasonic. Porsche Taycan 2019 Turbo S derivaadil on 934-kilovatt-tunnine aku, mis kaalub 630 kilogrammi (1389 naela) ja kasutab kolmekomponentset liitiumakut, mille tarnib LG New Energy Lõuna-Koreast. Akupaketi kaal ja energiatihedus on 148,3 Wh/kg.

BYD-i teraakude puhul kasutavad nad ka liitiumraudfosfaadi materjalisüsteemi. BYD Han EV aku mahutavus on 85,4 kilovatti ja see kaalub 592 kilogrammi (1305 naela). Akuploki tasemel on kaalu energiatihedus 144,2 Wh/kg.
BYD's Dolphinsil on valida kahe aku vahel. Maksimaalne laadimisnurk on 44,9 kraadi, mass 308,6 kg ehk 680 naela ja kaalu energiatihedus 145,5 Wh/kg. Tihendite akukomplektil on suurem kaal ja energiatihedus. Selle CTB-struktuur võimaldab akupaketil kaaluda 558 kilogrammi (1230,2 naela), mahutavus 82{11}}kilovatt tundi ja kaalu energiatihedus 148 Wh/kg.
On näha, et võrreldes BYD liitiumraudfosfaat tera akuga on ONE akutoodetel isegi rohkem eeliseid. Üks väitis ka, et võrreldes kolmekomponentsete liitiumakudega on Aries II akud 25 protsenti odavamad ja neil on pikem aku kasutusiga.
Tootma hakatakse aga ONE’i toodetud akupakke alles 2024. aasta lõpus. Hetkel pole uudiseid, mis viitaksid sellele, millise autofirma mudel selle akuga varustatakse. Ainus ettevõte, kellele teatatakse ÜHTE toote kasutamisest, on USA uus autotööstus Bollinger, kuid ettevõte hakkab kasutama Aries II asemel Ariesi akutooteid.

Aruannete kohaselt sobivad Ariesi akud 3000 akutsükliga 3. kuni 6. taseme veoautodele, Aries II aga sõiduautodele ja väikeveoautodele, kuid selle vastupidavus on 2000 tsükliga vähenenud 33,3 protsenti.
ONE eelis konkurentide ees seisneb aga lokaliseeritud tootmises. See muudab kõik autod, mis kasutavad selle toodet ja vastavad inflatsiooni vähendamise seadusele (IRA), saavad täieliku maksukrediidi. Lisaks on see Ameerika Ühendriikides ka oma akufirma.
On teada, et ONE hakkab neid liitiumraudfosfaatpatareisid tootma Michiganis Van Buren Townis Fordi, General Motorsi ja Stratuse autotehaste lähedal.

ÜKS ettevõte võib tunduda tundmatu, kuid tegelikult on sellel palju potentsiaali. 2020. aasta juulis asutas USA pankrotistunud A123 akufirma endine insener Ijaz selle energiaettevõtte nimega "Our Next Energy". Peaaegu kuuendik One'i 315 töötajast on A123 endised töötajad, sealhulgas tegevjuht.
Ijazi eesmärk on juhtida liitiumraudfosfaatpatareidele keskendunud ettevõtet, kõrvaldades sellega kolm peamist takistust elektrisõidukite laiaulatuslikul kasutamisel Ameerika Ühendriikides: läbisõiduärevus, akuohutuse probleemid ja akuhiiglaste puudumine, kellega konkureerida. Ningde Times, LG ja Panasonic.
Praegu on One kaasanud 355 miljonit dollarit investoritelt, sealhulgas Bill Gatesi Breakthrough Energy Venturesilt, BMW Venturesilt ja Franklin Templetonilt, mille ettevõtte väärtus on 1,2 miljardit dollarit. Möödunud sügisel andis Michigani valitsus ühele ettevõttele vähemalt 220 miljonit dollarit sularaha ja maksusoodustusi, et ehitada Detroidi äärelinnas asuv 1,6 miljardi dollari suurune akutootmistehas, mille tootmist kavatsetakse alustada 2024. aastal.