01 – リン酸鉄リチウムは上昇傾向を示している

リチウム電池は、小型、軽量、急速充電、耐久性といった利点を有しています。これは携帯電話のバッテリーや自動車のバッテリーに見られるように、現在、リン酸鉄リチウム電池と三元系電池がリチウム電池の2つの主要な分野となっています。

安全要件の観点から、乗用車および特殊用途車両分野では、コストが低く、製品技術が比較的成熟しており、安全なリン酸鉄リチウム動力電池の採用率が高くなっています。一方、比エネルギーが高い三元系リチウム電池は、乗用車分野で広く使用されています。最近の発表によると、乗用車分野におけるリン酸鉄リチウム電池の比率は、従来の20%未満から約30%に増加しています。

リン酸鉄リチウム（LiFePO4）は、リチウムイオン電池の正極材料として広く用いられています。優れた熱安定性、低吸湿性、そしてフル充電状態での優れた充放電サイクル特性を有し、電力・エネルギー貯蔵用リチウムイオン電池の分野において、研究開発の重点分野となっています。しかし、構造上の制約により、リン酸鉄リチウムを正極材料とするリチウムイオン電池は導電性が低く、リチウムイオンの拡散速度が遅く、低温での放電性能が劣るという問題がありました。そのため、リン酸鉄リチウム電池を搭載した初期の自動車は、特に低温環境において燃費が悪くなっていました。

特に新エネルギー車への補助金政策により、車両の耐久走行距離、エネルギー密度、エネルギー消費量などに対する要求が厳しくなって以来、耐久走行距離の突破を模索する中で、リン酸鉄リチウム電池が市場を先行して占めていたものの、より高いエネルギー密度を持つ三元系リチウム電池が徐々に新エネルギー乗用車市場の主流となりつつあります。最新の発表によると、乗用車分野におけるリン酸鉄リチウム電池の比率は回復したものの、三元系リチウム電池の比率は依然として約70%にとどまっています。

02 – 安全性が最大の利点

三元系リチウム電池の負極材料としては、ニッケルコバルトアルミニウムやニッケルコバルトマンガンが一般的に用いられていますが、これらの材料は活性が高いため、エネルギー密度が高いだけでなく、安全性にも大きなリスクが伴います。不完全な統計によると、2019年の新エネルギー車の自己発火事故件数は2018年と比べて14倍増加し、テスラ、威来、北京汽車、威馬といったブランドで相次いで自己発火事故が発生しています。

事故からわかるように、火災は主に充電過程、あるいは充電直後に発生しており、これはバッテリーが長期稼働中に温度上昇するためです。三元系リチウムバッテリーの温度が200℃を超えると、正極材が分解しやすく、酸化反応により急速な熱暴走と激しい燃焼を引き起こします。リン酸鉄リチウムのオリビン構造は高温安定性をもたらし、暴走温度は800℃に達し、ガス発生量も少ないため、比較的安全です。これは、安全性を考慮し、新エネルギーバスでは一般的にリン酸鉄リチウムバッテリーが採用されている一方で、三元系リチウムバッテリーを採用した新エネルギーバスが一時的に新エネルギー車の普及・応用カタログに載っていない理由でもあります。

最近、長安オーシャンの電気自動車2台がリン酸鉄リチウム電池を採用しました。これは、乗用車に特化する一般的な自動車メーカーとは一線を画すものです。長安オーシャンの2つのモデルはSUVとMPVです。長安オーシャン研究所の熊澤偉副所長は記者に対し、「これはオーシャンが2年間の努力を経て、正式に電気自動車の時代に入ったことを示しています」と述べました。

リン酸鉄リチウム電池を採用する理由について、熊氏は、新エネルギー車の安全性は常にユーザーの「悩みの種」の一つであり、企業にとっても最も懸念される点だと述べた。これを踏まえ、新型車に搭載されたリン酸鉄リチウム電池パックは、1300℃を超える炎焼き、-20℃の低温放置、3.5%食塩水放置、11kNの外圧衝撃などの限界試験をクリアし、「熱を恐れず、寒さを恐れず、水に恐れず、衝撃に恐れず」という「4つの恐れない」電池安全ソリューションを実現した。

報道によると、長安Auchan x7evは最大出力150kWの永久磁石同期モーターを搭載し、航続距離は405km以上、充電回数は3000回を超える超長寿命バッテリーを搭載している。常温では、わずか30分で300km以上の航続距離を補填できる。「実際、ブレーキエネルギー回生システムを搭載しているため、市街地走行条件下では約420kmの航続距離を実現しています」と熊氏は付け加えた。

工業情報化部が発表した「新エネルギー車産業発展計画（2021～2035年）（意見募集稿）」によると、2025年までに新エネルギー車の販売台数は全体の約25%に達すると予想されており、今後も新エネルギー車の比率は増加し続けると見込まれます。こうした状況の中、長安汽車をはじめとする伝統的な自主ブランド自動車企業は、新エネルギー車市場の開拓を加速させています。