01 – リン酸鉄リチウムは上昇傾向を示している

リチウムイオン電池は、小型軽量、急速充電、高耐久性といった利点を持ち、携帯電話用バッテリーや自動車用バッテリーなどにその特徴が見られます。中でも、リン酸鉄リチウム電池と三元系材料電池は、現在リチウムイオン電池の主要な2つの分野となっています。

安全性の要件を満たすため、乗用車および特殊車両の分野では、低コストで比較的成熟した安全な製品技術を持つリン酸鉄リチウム電池が広く採用されている。比エネルギーの高い三元系リチウム電池は乗用車の分野で広く使用されている。新たな発表によると、乗用車分野におけるリン酸鉄リチウム電池の割合は、以前の20%未満から約30%に増加している。

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一般的に使用されている材料の一つです。熱安定性が高く、吸湿性が低く、満充電状態での充放電サイクル性能に優れています。そのため、電力・エネルギー貯蔵用リチウムイオン電池の分野では、研究開発の重点材料となっています。しかし、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、その構造上の制約により、導電率が低く、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ります。このため、リン酸鉄リチウム電池を搭載した初期の車両は、特に低温条件下では走行距離が短くなるという問題がありました。

航続距離の飛躍的な向上を目指し、特に新エネルギー車の補助金政策により車両の航続距離、エネルギー密度、エネルギー消費量などの面でより高い要求が課せられるようになってから、以前はリン酸鉄リチウム電池が市場を席巻していたものの、エネルギー密度の高い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になりつつある。最新の発表から分かるように、乗用車分野におけるリン酸鉄リチウム電池の割合は回復しているものの、三元系リチウム電池の割合は依然として約70%である。

02 – 安全性が最大の利点

ニッケルコバルトアルミニウムまたはニッケルコバルトマンガンは、一般的に三元系リチウム電池の負極材料として使用されますが、これらの材料の高い活性は、高いエネルギー密度をもたらすだけでなく、高い安全リスクももたらします。不完全な統計によると、2019年には新エネルギー車の自然発火事故の件数が2018年の14倍に増加し、テスラ、ウェイライ、BAIC、ウェイマなどのブランドで自然発火事故が相次いで発生しています。

事故から分かるように、火災は主に充電中、または充電直後に発生しています。これは、バッテリーが長時間稼働すると温度が上昇するためです。三元系リチウム電池の温度が200℃を超えると、正極材が分解しやすくなり、酸化反応によって急速な熱暴走と激しい燃焼を引き起こします。リン酸鉄リチウムはオリビン構造のため高温安定性が高く、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。これが、安全性の観点から、新エネルギーバスに一般的にリン酸鉄リチウム電池が使用されている理由であり、三元系リチウム電池を使用した新エネルギーバスは、現在、新エネルギー車のカタログに掲載され、普及・応用が認められ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車種がリン酸鉄リチウム電池を採用した。これは、乗用車に特化している一般的な自動車メーカーとは異なる動きだ。長安オーシャンの2車種はSUVとMPVである。長安オーシャン研究所の熊澤偉副総経理は記者に対し、「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時代に突入したことを意味する」と語った。

リン酸鉄リチウム電池が採用された理由について、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」であり、企業にとっても最も懸念される点の一つであったと述べた。これを考慮し、新型車に搭載されたリン酸鉄リチウム電池パックは、1300℃を超える炎での焼却、-20℃の低温での放置、3.5%の塩溶液での放置、11kNの外部圧力衝撃などの限界試験を完了し、「熱にも寒さにも水にも衝撃にも強い」という「4つの不安要素」を克服した電池の安全性を実現した。

報道によると、長安オーシャン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、3000回の充放電サイクルが可能な超長寿命バッテリーを備えている。常温では、わずか30分で300km以上の航続距離を補うことができる。「実際には、回生ブレーキシステムのおかげで、市街地走行条件下での航続距離は約420kmに達する」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）（意見募集草案）」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％を占める見込みであり、今後も新エネルギー車の割合は増加し続けることが予想される。こうした状況の中、長安汽車をはじめとする従来型の独立系自動車メーカーは、新エネルギー車市場への進出を加速させている。