VSPCはコバルトフリーのLFMPバッテリーセルを開発

Lithium Australiaの子会社であるVSPCは、コバルトを含まない新しいLFMPバッテリーセルを開発しました。 LFMPはLFP（LiFePO4）の高電圧バージョンであり、後継となることが期待されています。

プレスリリースのハイライトをいくつか見てみましょう。

VSPC –「安全な」リチウムイオン電池の開発

ハイライト

• 安全性とコストにより、リチウムイオン電池（「LIB」）技術がフェロリン酸リチウム（「LFP」）の方向に進んでいます。
• LFPとその派生物は、競合するニッケルベースおよびコバルトベースのLIBよりもはるかに多くのデューティサイクルを提供します。
• マンガンをLFPに追加すると（「LMFP」を生成）、優れた特性を維持しながらLFPのエネルギー密度が向上します。
• Lithium Australia NL（ASX：LIT）100％所有の子会社VSPC Ltd（「VSPC」）は、パフォーマンスの向上を示すLMFPカソード粉末の製造に成功しました。

概要

VSPCは、独自の製造プロセスを調整して、製造中にマンガンをカソード活物質に組み込むことにより、LFPLIBセルのエネルギー密度の向上に向けて大きな進歩を遂げました。

VSPCからのLFP（左）およびLMFP（右）バッテリーセルの放電曲線

LFPパフォーマンスの向上

VSPCは、テスト用のLMFPバッテリーセルの製造に成功しました。これらのセルは、電圧が高いため、標準のLFPセルよりも高いエネルギー密度を提供します。
以下の放電曲線は、VSPCで製造されたLFP（左）とVSPCで製造されたLMFP（右）から製造されたセルの放電曲線です。 LMFPセルのより高い電圧供給により、LFPセルと比較して最大25％のエネルギー密度の増加がもたらされます。世界的に、主要なLFPセルの生産者は、カソード粉末の成分としてマンガンを導入することにより、エネルギー密度の同様の増加を達成するために努力しています。

安全上の考慮事項

LIBは、含まれるカソード材料の結晶構造に基づいて、いくつかのカテゴリに分類できます。
現在、電気自動車（「EV」）で最も一般的に使用されるLIBのタイプは、ニッケルコバルトマンガン（「NCM」）です。およびニッケルコバルトアルミニウム（「NCA」）。 NCMとNCAはどちらも、比較的低強度の化学結合を特徴とするスピネル（酸化物）構造を持っています。一方、LFPとLMFPは、非常に高い結合強度を持つリン酸塩（かんらん石のような結晶構造）で構成されています。 LFPタイプおよびLMFPタイプのLIBの優れた特性（熱安定性および長寿命を含む）をもたらすのは、この基本的な物理的特性です。輸送用途のバッテリーを充電します（2020年2月12日の発表を参照）。 LMFPセルのテストにおける最近の成功は、VSPCの特許取得済みの製造プロセスがこれらのアプリケーション用にLMFPを合成する可能性を示しています。 LMFPはエネルギー密度が高いため、EV用に設計された標準的なLFP配合に関連する「範囲の不安」を軽減する必要があります。

低コストの原材料

ニッケルやコバルトを必要とせずに高性能LIBを製造できることには多くの利点があり、安全性が最優先されます。さらに、マンガン、鉄、リンなどの一般的なバルク商品を使用すると、コストが削減されます。はるかに信頼性の高いサプライチェーンへのアクセスは、さらなる利点です。

ESGの利点

LIBの生産のためのLMFPの商業化は、人権侵害（児童労働の使用を含む）が蔓延している地域からの材料の必要性を排除するでしょう。新しいLFPまたはLMFPタイプのLIBの前身を作成するためのバッテリーは、持続可能性を高め、サプライチェーンのリスクを減らすことができます。

LFPカソードとLFMPカソードを備えたバッテリーセルの放電曲線は大きく異なります。 LFPバッテリーセルはほぼ満杯からほぼ空までフラットな電圧曲線を維持しますが、LFMPバッテリーセルはSoC（充電状態）の約50％で大きな電圧降下があります。

バッテリーセルの放電曲線が異なる場合は、BMS（バッテリー管理システム）およびGOM（Guess-o-Meter）アルゴリズムも異なる必要があります。これは最近、中国製のテスラモデル3 SR +で非常に明確になっています。

Tesla Model 3 SR + MICは、LGChemの初期のNCM811バッテリーセルをCATLのLFPバッテリーセルに置き換えましたが、GOMは信頼できる範囲推定を提供しません。テスラは、BMSとGOMを調整するために新車からデータを収集する必要があります。その後、OTA（Over-the-Air）ファームウェアアップグレードでこの問題を解決できます。

とにかく、LFMPとLNMOは、近い将来に最も有望な2つのコバルトフリー電池技術であり、来年にはすでに利用可能になると予想されています。それらは非常に安全で手頃な価格であり、まともなエネルギー密度を持っています。それでも、LFPバッテリーは改善されており、信頼性が証明されているので、しばらくは使用できると思います。