مقارنة تخزين الطاقة الجديدة بين LFP وNCM

تختلف أنواع بطاريات الليثيوم المستخدمة في بطاريات تخزين الطاقة في محطات توليد الطاقة الجديدة في الداخل والخارج. في الصين، يُستخدم LFP (فوسفات حديد الليثيوم) بشكل أساسي في بطاريات تخزين الطاقة، وتصل حصته إلى 53%، أي أكثر من المواد الثلاثية. في البلدان الأجنبية، وخاصة كوريا الجنوبية والولايات المتحدة، يستخدم الليثيوم الثلاثي بشكل رئيسي لبطاريات تخزين الطاقة. بدأت بطاريات تخزين الطاقة المستخدمة في محطات توليد الطاقة الجديدة في وقت مبكر في الخارج، وكانت بطاريات تخزين الطاقة المبكرة المستخدمة بشكل أساسي بطاريات NCM (حديد الليثيوم الثلاثي) التي تنتجها الشركات الكورية، مع حصة سوقية عالية. ومع ذلك، تعرضت محطات الطاقة التي تعتمد على بطاريات NCM للعديد من حوادث السلامة في كوريا الجنوبية في السنوات الأخيرة. في الوقت نفسه، مع الاستثمار الكبير للمؤسسات المحلية في خارطة الطريق التكنولوجية لبطاريات LFP في عام 2021، ستنخفض تكلفة بطاريات LFP بشكل كبير، وسيكون الاعتراف بسلامة واقتصاد بطاريات LFP في الداخل والخارج مرتفعًا بشكل متزايد. يمكن توقع أنه مع الاستثمار المستمر للمؤسسات، سوف يتوسع الأداء ومزايا التكلفة لبطاريات LFP، لتصبح خارطة طريق التكنولوجيا السائدة لبطاريات تخزين الطاقة لمحطات الطاقة الجديدة.

تعد بطاريات LFP أكثر تنافسية من حيث السعر مقارنة ببطاريات الليثيوم الثلاثية، كما أنها تتمتع بفترة أمان ودورة أطول:

تكلفة المواد الخام:تستخدم مادة القطب الموجب لبطاريات LFP خام حديد غير مكلف نسبيًا، بينما تستخدم بطاريات NCM مواد أكثر تكلفة مثل الكوبالت والنيكل والليثيوم. لذلك، من منظور تكلفة المواد الخام، تعد بطاريات LFP أرخص نسبيًا.

الاستقرار والأمان: تتمتع بطاريات LFP بمتطلبات منخفضة نسبيًا لتصميم البطارية وسلامة النظام نظرًا لاستقرارها الكيميائي العالي ومقاومتها الجيدة للشحن الزائد والتفريغ ودرجات الحرارة المرتفعة، مما يقلل التكاليف. وفي المقابل، تتطلب بطاريات NCM إجراءات رقابة وحماية أكثر صرامة لضمان استقرارها وسلامتها، مما قد يزيد من التكاليف.

الطلب في السوق وتأثير الحجم: نظرًا لزيادة الطلب في السوق وتوسيع نطاق الإنتاج، فإن تكلفة بطاريات NCM تتناقص تدريجيًا. ومع ذلك، لا تزال بطاريات LFP تتمتع بميزة تنافسية من حيث السعر نظرًا لنضجها وانخفاض تكاليف التصنيع نسبيًا.

دورة حياة أطول: بطاريات LFP معروفة بدورتها الأطول، مع دورة حياة نموذجية تتراوح من 2000 إلى 5000 دورة شحن وتفريغ كاملة، حتى 15 عامًا. يعتمد ذلك على عوامل مثل تصميم البطارية وجودة التصنيع وظروف الاستخدام.

كثافة طاقة عالية: تتمتع بطاريات NCM بكثافة طاقة أعلى مقارنة ببطاريات LFP، مما يعني أنها تستطيع تخزين المزيد من الطاقة الكهربائية لكل وحدة حجم أو وزن، مما يجعلها أكثر فائدة في تطبيقات مثل السيارات الكهربائية التي تتطلب مدى أطول.

أداء درجة حرارة منخفضة: الحد الأدنى لدرجة الحرارة لبطاريات LiFePO4 هو -20 درجة مئوية، والأداء الكهربائي ضعيف في البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة. يبلغ معدل الاحتفاظ بقدرة LiFePO4 حوالي 60-70% عند 0 درجة مئوية، و40-50% عند -10 درجة مئوية، و20-30% عند -20 درجة مئوية. الحد الأقصى لدرجة الحرارة المنخفضة لـ NCM هو -30 درجة مئوية، وأداء التفريغ في درجات الحرارة المنخفضة جيد. في ظل نفس ظروف درجات الحرارة المنخفضة مثل LFP، يكون التوهين في نطاق الشتاء أقل من 15%، وهو أعلى بكثير من LFP. يمكن ملاحظة أن أداء LFP في درجات الحرارة المنخفضة أسوأ من أداء بطاريات الليثيوم الثلاثية.

في ملخص،بطاريات LFPتتمتع بمقاومة أعلى لدرجات الحرارة العالية، وأسعار أكثر تنافسية، ودورة حياة أطول. بالمقارنة مع بطاريات LFP، تتمتع NCM بكثافة أعلى وأداء في درجات الحرارة المنخفضة، وقد ينخفض عمر بطاريات الليثيوم الثلاثية بشكل أكبر في ظل درجات الحرارة المرتفعة وظروف معدل التفريغ المرتفع.تجدر الإشارة إلى أن هذه المزايا نسبية، ويجب أن يأخذ اختيار التطبيقات المحددة في الاعتبار العديد من العوامل بشكل شامل، مثل التكلفة والسلامة وكثافة الطاقة ودورة الحياة وظروف درجة الحرارة ومتطلبات التطبيق. لذلك، عند اختيار تقنية البطارية المناسبة، من الضروري التقييم والوزن بناءً على الاحتياجات المحددة.