LFPバッテリー技術の開発

今日、優れた電気自動車はすでにほとんどの人にとって十分な航続距離を持っていますが、それでもICE（内燃機関）の同等品よりもはるかに高価です。これが、LFP（LiFePO4）とCTP（cell-to-pack）が電気自動車を主流にするための非常に重要な技術である理由です。これらの2つの技術をできるだけ早く使用する予定がない自動車メーカーは、電気自動車の大量生産に真剣に取り組んでいません。たとえば、Stellantisは、2024年までにLFPセルでCTPパックの使用を開始する予定です…

LFPはコバルトを含まない電池の化学的性質であり、単純なCTP電池と組み合わせると、最終的に電気自動車を価格と入手可能性でICE車と競合させることができます。

セルレベルではエネルギー密度は高くありませんが、バッテリーパックレベルではLFPは他の化学物質と競合する可能性があります。 LFPは非常に安全なバッテリーの化学的性質であり、パンクしてもセルが燃えたり爆発したりすることはないため、バッテリーパックには多くの保護具は必要ありません。したがって、LFPバッテリーパックは組み立てが非常に簡単で、モジュールレスのCTP構成を採用できます。

一般的なNCAおよびNCMセルに関しては、それらはよりエネルギー密度が高くなりますが、あまり安全ではありません。これらのセルで作られたバッテリーパックには、セルが燃えたり爆発したりした場合にファイアウォールとして機能するモジュールと金属板が必要です。

要約すると、非常に安全なLFPバッテリーパックを使用すると、VCTP（体積セル対パック）とGCTP（重量分析セル対パック）の比率がはるかに高くなります。平均的な数字を見てみましょう。

LFPバッテリーパック

• VCTP比率 ：60％
• GCTP比率 ：85〜90％

NCM / NCAバッテリーパック

• VCTP比率 ：40〜45％
• GCTP比率 ：60〜65％

VCTP比は、バッテリーパックの体積のうち、実際にエネルギー（セル）を蓄える活物質に対応する量を示します。ボリュームの残りの部分は、セルの組み立てと保護に使用されるパッシブマテリアル（ケース、モジュール、ケーブル、センサー、BMS、TMSなど）からのものです。

GCTP比は、バッテリーパックの重量のうち、実際にエネルギー（セル）を蓄える活物質に対応する量を示します。残りの重量は、セルの組み立てと保護に使用されるパッシブマテリアル（ケース、モジュール、ケーブル、センサー、BMS、TMSなど）からのものです。

ご覧のとおり、NCAセルとNCMセルは、それ自体がLFPよりも高価であるだけでなく、バ​​ッテリーパックもはるかに複雑であり、ある程度安全にするために高価な材料を必要とします。ボリュームの約45％のみが活物質（セル）によって使用されます。つまり、セルを組み立てて保護するために必要な不動態材料がスペースの大部分を占めます。

以下に、BYDがCTP構成に従ったブレードバッテリーの導入によりモジュールを削除することで2020年に達成した単純さを示します。

BYDバッテリーパックの進化

次に、重要なバッテリーセルメーカーがLFPバッテリーセルで間もなく達成することを期待しているエネルギー密度の種類を見てみましょう。

SVOLT

• 2021 ：170 Wh / kg（グラファイトアノード）
• 2022 ：200 Wh / kg（グラファイトアノード）
• 2023 ：230 Wh / kg（ハイブリッドグラファイト/シリコンアノード）

SVOLTは、グラファイトアノードにシリコンを追加することで、LFPセルのエネルギー密度を高めることを期待しています。

Guoxuan

• 2021 ：230 Wh / kg（JTMを使用したパックレベルで207 Wh / kg）
• 2022 ：260 Wh / kg（JTMを使用したパックレベルで234 Wh / kg）

Guoxuanは、アノードでグラファイトをシリコンに置き換えることにより、LFPセルのエネルギー密度を高めることを期待しています。

CATL

• 2021-2023 ：180-200 Wh / kg（350-450 Wh / L）
• 2023 ：210-230 Wh / kg（450-500 Wh / L）

2023年までに、CATLはLxFPバッテリーの化学的性質を導入する予定です。これは、おそらく私が数年前から書いているLFPの高電圧バージョン（LMFP / LFMP）です。

CATLバッテリーロードマップ

BYDブレードバッテリーが私のお気に入りのバッテリーパックのデザインであることは、今ではおそらくご存知でしょう。 Sandy Munroがレガシー自動車メーカーのバッテリーパックを分解するビデオを見るたびに、私はうんざりします。そこには非常に多くのがらくたがあり、LFPセルで作られた単純なCTPバッテリーで回避することができます。 CTPバッテリーを組み立てる生産ラインがいかにシンプルで高速であるか想像してみてください。

BYDブレードバッテリーは、2020年に最初にリリースされたとき、セルレベルで166 Wh / kg、パックレベルで140 Wh / kgのエネルギー密度を達成しました。しかし、それ以来、LFPの化学的性質は向上しており、どのようにエネルギー密度が高いのか、第2世代になるのではないかと思います。 BYDがセルレベルで200Wh / kgに達すると、Bladeバッテリーパックは170〜180 Wh / kgに達する可能性があります。

来年までにBYDがより高速な充電のためにアノードとしてシリコンを使用せず、パックレベルで少なくとも170 Wh / kgに達すると、私はがっかりします。

BYD e-platform 3.0が間もなく登場することは、第2世代のBladeバッテリーを紹介する良い機会です。今後のBYDドルフィンで使用されるバッテリーパックのエネルギー密度を知りたいです。

BYD e-Platform 3.0