La filiale de Lithium Australia, VSPC, a développé une nouvelle cellule de batterie LFMP sans cobalt. LFMP est la version haute tension de LFP (LiFePO4) et devrait devenir son successeur.
Voyons quelques points saillants du communiqué de presse.
VSPC - développement de la batterie lithium-ion "sûre"
POINTS FORTS
- La sécurité et le coût poussent la technologie des batteries lithium-ion (« LIB ») vers le ferrophosphate de lithium (« LFP »).
- LFP et ses dérivés offrent des cycles de fonctionnement bien plus longs que les LIB concurrents à base de nickel et de cobalt.
- L'ajout de manganèse au LFP (production de "LMFP") améliore la densité énergétique du LFP tout en conservant ses attributs supérieurs.
- La filiale à 100 % de Lithium Australia NL (ASX :LIT), VSPC Ltd ("VSPC"), a produit avec succès des poudres cathodiques LMFP qui présentent des performances améliorées.
Aperçu
VSPC a fait des progrès significatifs vers l'amélioration de la densité d'énergie des cellules LFP LIB en ajustant ses procédés de fabrication exclusifs pour incorporer du manganèse dans le matériau actif de la cathode pendant la production.
Courbes de décharge des cellules de batterie LFP (à gauche) et LMFP (à droite) de VSPC
Amélioration des performances LFP
VSPC a produit avec succès des cellules de batterie LMFP pour les tests. Ces cellules, en raison de leur tension plus élevée, fournissent une densité d'énergie supérieure à celle des cellules LFP standard.
Les courbes de décharge ci-dessous concernent des cellules fabriquées à partir de LFP produit par VSPC (à gauche) et de LMFP produit par VSPC (à droite). La fourniture de tension plus élevée des cellules LMFP entraîne une augmentation de la densité d'énergie pouvant atteindre 25 % par rapport aux cellules LFP. À l'échelle mondiale, les principaux producteurs de cellules LFP s'efforcent d'obtenir des augmentations similaires de la densité d'énergie en introduisant du manganèse comme composant de leur poudre de cathode.Considérations de sécurité
Les LIB peuvent être divisés en plusieurs catégories en fonction de la structure cristalline des matériaux cathodiques qu'ils contiennent.
Actuellement, les types de LIB les plus couramment utilisés dans les véhicules électriques ("EV") sont le nickel-cobalt manganèse ("NCM"). et nickel-cobalt-aluminium (« NCA »). Le NCM et le NCA ont tous deux une structure de spinelle (oxyde) caractérisée par des liaisons chimiques relativement faibles. Le LFP et le LMFP, quant à eux, sont composés de phosphates (structures cristallines de type olivine) avec des forces de liaison exceptionnellement élevées. C'est cette propriété physique fondamentale qui se traduit par les caractéristiques supérieures (y compris la stabilité thermique et la longue durée de vie) des LIB de type LFP et LMFP.
Prélude aux batteries à charge rapide pour les applications de transport VSPC prévoit de développer une recharger la batterie pour les applications de transport (voir annonce du 12 février 2020). Son récent succès dans le test des cellules LMFP démontre le potentiel du procédé de fabrication breveté de VSPC pour synthétiser le LMFP pour ces applications. En raison de sa densité d'énergie plus élevée, le LMFP devrait réduire "l'anxiété d'autonomie" associée aux formulations LFP standard conçues pour les véhicules électriques.Matières premières à faible coût
Être capable de produire des LIB hautes performances sans avoir besoin de nickel ou de cobalt présente de nombreux avantages, la sécurité étant primordiale. Au-delà de cela, l'utilisation de produits en vrac courants tels que le manganèse, le fer et le phosphore réduit les coûts. L'accès à des chaînes d'approvisionnement beaucoup plus fiables est un autre avantage.
L'avantage ESG
La commercialisation du LMFP pour la production de LIB éliminerait le besoin de matériaux provenant de régions dans lesquelles les violations des droits de l'homme (y compris le recours au travail des enfants) sont monnaie courante.
De plus, comme indiqué, l'utilisation de matériaux dérivés de déchets industriels et de déchets des batteries pour créer des précurseurs pour les nouveaux LIB de type LFP ou LMFP peuvent améliorer la durabilité et réduire les risques de la chaîne d'approvisionnement.
Les courbes de décharge des cellules de batterie avec cathodes LFP et LFMP sont très différentes. Alors que les cellules de batterie LFP maintiennent une courbe de tension plate de presque pleine à presque vide, les cellules de batterie LFMP ont une chute de tension importante à environ 50 % du SoC (état de charge).
Lorsque les cellules de batterie ont des courbes de décharge différentes, elles nécessitent également différents algorithmes BMS (Battery Management System) et GOM (Guess-o-Meter). C'est quelque chose qui est devenu assez clair récemment dans le Tesla Model 3 SR+ fabriqué en Chine.
Le Tesla Model 3 SR + MIC a vu ses cellules de batterie NCM 811 initiales de LG Chem remplacées par des cellules de batterie LFP de CATL et maintenant le GOM ne donne pas d'estimations de portée fiables. Maintenant, Tesla doit collecter des données sur les nouvelles voitures pour apporter quelques ajustements au BMS et au GOM, puis il peut résoudre ce problème avec une mise à jour du micrologiciel OTA (Over-the-Air).
Quoi qu'il en soit, LFMP et LNMO sont les deux technologies de batterie sans cobalt les plus prometteuses pour un avenir proche et devraient être disponibles dès l'année prochaine. Ils sont extrêmement sûrs, abordables et ont une densité énergétique décente. Néanmoins, les batteries LFP s'améliorent et avec leur fiabilité éprouvée, je m'attends à ce qu'elles soient là encore un certain temps.
