АККУМУЛЯТОРЫ LFP, NMC, NCA: РАЗЛИЧИЯ И СХОДСТВА

На современном рынке существует три основных вида тяговых литий-ионных аккумуляторов (Li-ion) — литий-железо-фосфатный аккумулятор (LFP), никель-марганец-кобальт (NMC) и никель-кобальт-алюминий (NCA). Преимущественно они используются в электропогрузчиках и другой технике.

На LFP аккумуляторах в основном работают погрузчики, штабелеры и аналогичная складская и производственная электротехника. Эти источники энергии отличаются не только доступной ценой, но и безопасностью.

Аккумуляторы NMC за счёт своих свойств способны повысить производительность техники. Более дорогие аккумуляторы NCA реже используются в складском электротранспорте, но могут дать дополнительную мощность.

Предлагаем более детально ознакомиться с ключевыми показателями литий-ионных аккумуляторов. Их характеристики отображены на схемах:

ЛИТИЙ-ЖЕЛЕЗО-ФОСФАТНЫЕ ТЯГОВЫЕ БАТАРЕИ (LFP)

ОСОБЕННОСТИ

• Доступная цена из-за отсутствия дорогостоящих элементов в виде кобальта или никеля. Благодаря этому LFP стали качественным аналогом устаревших свинцово-кислотных аккумуляторов
• Высокая термостойкость — от 700°С до 800°С, а также стабильная равномерная отдача энергии. При этом срок службы таких батарей превышает 2000 циклов заряда-разряда
• Относительно невысокая плотность энергии: примерно до 160 Вт·ч/кг. В результате LFP батареи дают меньший запас хода по сравнению с NMC и NCA
• Во время теплового разгона температура варьируется в пределах 283–448°С, поэтому возникает вероятность задымления. Однако реакция внутри батареи не провоцирует выделения большого объёма кислорода, а давление в элементах аккумулятора практически не изменяется. Всё это минимизирует риск возгорания или взрыва.

НИКЕЛЬ-МАРГАНЕЦ-КОБАЛЬТОВЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ (NMC)

ОСОБЕННОСТИ

• Невысокая стоимость обусловлена небольшой концентрацией кобальта в батареях
• Средняя плотность энергии — до 200 Вт·ч/кг. Этот показатель выше, чем у LFP, но уступает аналогичной характеристике NCA
• Минимальная вероятность возникновения детонации при пиковых нагрузках. Безопасность таких аккумуляторов связана со средним температурным значением теплового разгона
• Недостаточная термическая стабильность: при перегреве повышенное содержание никеля способно спровоцировать необратимые процессы, нарушающие целостность электролита.

НИКЕЛЬ-КОБАЛЬТ-АЛЮМИНИЕВЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ (NCA)

ОСОБЕННОСТИ

• Плотность энергии аккумулятора составляет 260 Вт·ч/кг, а в передовых образцах может достигать 350 Вт·ч/кг. Это гарантирует повышенный запас хода на одном заряде
• Недостаточная термическая стабильность из-за большого содержания никеля в элементах
• Чрезмерная зарядка аккумулятора может спровоцировать неконтролируемый процесс повышения температуры уже при 60–80°С и дальнейший нагрев элементов до 739–1075°С. В результате повышается риск возникновения возгорания. Однако разрушительные процессы можно предотвратить с помощью установки платы BMS (Battery Management System). Она защищает аккумулятор от перезаряда, переразряда и короткого замыкания, а также балансирует ячейки
• При перегреве содержащийся в батарее алюминий провоцирует процесс, сопровождающийся появлением газа, который может деформировать элементы аккумулятора. Чтобы минимизировать подобные риски, следует сделать выбор в пользу аккумуляторов с ячейками в форме цилиндров, которые более надёжны при образовании внутреннего давления.