Trois dimensions pour évaluer les possibilités offertes par les batteries LFP
Selon les données, sous l'effet de la demande du marché en matière d'électricité et de stockage de l'énergie, les expéditions de matériaux cathodiques à base de phosphate de fer lithié en Chine en 2022H1 s'élèvent à 445 000 tonnes, soit une augmentation de près de 40% en glissement mensuel et de 150% en glissement annuel.
Du côté de l'offre, l'énorme marge de croissance de la demande a attiré de plus en plus d'entreprises sur la voie du phosphate de fer lithié.
De nombreuses grandes entreprises chimiques ont réalisé des implantations transfrontalières, et les capacités de production nouvellement ajoutées ont montré une tendance à l'intégration en amont et en aval dans son ensemble.
Dans le même temps, les entreprises de matériaux LFP appellent également à l'expansion des matériaux LFP. En ce qui concerne les capitaux, parmi les 10 premiers fabricants de batteries lithium-fer-phosphate dans le secteur des PFL, 6 entreprises ont réalisé ou sont en train de réaliser leur introduction en bourse.
La demande de batteries LFP s'accélère
Les experts ont souligné que, si l'on considère le développement des batteries lithium-fer-phosphate sur dix ans, du point de vue de la capacité installée, celle-ci est passée de 0,2 GWh en 2010 à 20,3GWh en 2016.
Sous l'impulsion des politiques, elle a été multipliée par 100 en 6 ans. Après 2016, elle se stabilisera à environ 20 GWh par an.
L'année 2021 marquera un tournant dans le marché des piles au phosphate de fer-lithium. Les percées technologiques dans la structure des cellules se superposent à la forte demande du marché, et la capacité installée des batteries lithium-fer-phosphate a été multipliée par plus de quatre en un an.
De janvier à juillet de cette année, la capacité installée cumulée des batteries d'énergie en Chine était de 134,3GWh, soit une augmentation de 110,6% d'une année sur l'autre.
Parmi elles, la charge cumulée des batteries lithium-fer-phosphate était de 78,7 GWh, représentant 58,6% de la charge totale, avec une augmentation cumulée de 180,9% d'une année sur l'autre, maintenant une forte dynamique de croissance.
Même si le premier semestre a été affecté par l'épidémie, la pénurie de chips et l'augmentation du coût des matières premières n'ont pas empêché sa croissance rapide.
Limites des performances et avancées technologiques
Selon les experts de l'industrie, les exigences de performance des véhicules à énergie nouvelle en matière de batteries d'alimentation comprennent la sécurité, une densité énergétique élevée, une reconstitution rapide de l'énergie, le coût (caractéristiques commerciales), la durée de vie (coût du cycle de vie complet, facilité d'entretien), la performance à basse température (adaptabilité environnementale).
À en juger par les progrès technologiques des batteries lithium-phosphate de fer, la densité énergétique des batteries lithium-phosphate de fer a augmenté en moyenne de 9% par an au cours des dix dernières années, et l'amélioration s'est ralentie en raison de goulets d'étranglement techniques et de changements de politique au cours des deux dernières années.
Du point de vue du goulot d'étranglement des performances, l'amélioration de la densité énergétique volumétrique est plus évidente en augmentant le compactage, et les propriétés du phosphate de fer lithié peuvent faire que l'écart entre la densité de compactage et la densité réelle n'est pas aussi faible que pour d'autres matériaux.
Le phosphate de lithium fer manganèse a la même structure que le phosphate de lithium fer, et la capacité théorique est la même que 170mAh/g.
Cependant, sa plate-forme de tension est de 4,1 V, ce qui est beaucoup plus élevé que les 3,4 V du LFP, et sa densité énergétique est 15% plus élevée que celle du phosphate de fer lithié.
Mais le problème réside dans le niveau de densité énergétique réel. Mauvaise performance d'agrandissement. Effet Jahn-Teller, jusqu'à quel niveau la solubilité de Mn3+ est-elle améliorée.
En même temps, le phosphate de fer lithié et la conductance électronique sont intrinsèquement inadaptés à la charge rapide. Comment choisir entre la densité énergétique, la production de chaleur, la durée de vie et la charge rapide en termes d'amélioration technologique.
Les experts ont également déclaré que les batteries au phosphate de fer-lithium ne sont pas dominantes en termes de densité énergétique et de performance de taux, qui sont les indicateurs techniques clés des batteries de puissance.
Cependant, sa dotation en ressources et les propriétés de sa structure matérielle lui confèrent un avantage supplémentaire en tant que batterie d'énergie, un faible coût et une longue durée de vie.
Les experts ont souligné qu'à l'heure actuelle, les fabricants de batteries d'énergie ne cessent de dépasser les limites techniques des batteries lithium-fer-phosphate par de multiples moyens.
Par exemple, l'émergence de Batterie de lames vs CTP ne fait que compléter les performances insuffisantes des batteries lithium-fer-phosphate.
L'optimisation chimique des matériaux et l'innovation structurelle ont jeté les bases techniques du deuxième printemps du phosphate de fer lithié.
La superposition et la promotion de technologies multiples permettent d'exploiter davantage le marché potentiel.
La demande diversifiée du marché pour les batteries LFP est fissurée
Les experts de l'industrie ont déclaré qu'au cours de la dernière décennie, le marché des applications des piles au lithium s'est de plus en plus affiné.
Par exemple, avec la montée en puissance des modèles de milieu et de haut de gamme et des mini-fourgonnettes, les camions légers et les micro-véhicules utilitaires sont devenus la principale force d'installation, et les véhicules d'ingénierie spéciaux ont également commencé à émerger.
Le phosphate de fer lithié a encore beaucoup à faire pour comprendre les différents besoins du marché et résoudre les problèmes qui s'y posent.
La diversité du marché signifie également que les piles au lithium doivent répondre à des exigences différentes, telles que : longue durée de vie, haute densité énergétique, performance à des températures élevées, etc.
Par conséquent, pour les batteries au phosphate de fer-lithium, il est également nécessaire de répondre aux besoins et aux difficultés des différents scénarios d'application grâce à un développement différencié.
Si l'on prend l'exemple du marché du stockage de l'énergie, la demande technique et la politique actuelles sont favorables à l'essor du marché du phosphate de fer lithié.
En fonction des scénarios d'application, on peut distinguer le côté utilisateur, le côté production d'énergie, le côté réseau, le côté transmission et distribution, et les services auxiliaires.
Il existe également des différences dans les types d'application et les exigences de décharge du stockage de l'énergie correspondant aux systèmes d'alimentation à des fins différentes, ainsi qu'à l'évolution future des scénarios et des besoins.
La station d'échange peut également être considérée comme une centrale de stockage d'énergie. Pour que la valeur de la batterie soit pleinement prise en compte dans la modèle d'entreprise pour les stations d'échange de batteriesLa fonction de la centrale de stockage d'énergie peut être améliorée en supprimant les avantages de l'échange conventionnel de batteries.
Les exigences en matière de sécurité et de durée de vie des stations d'échange/stations de stockage d'énergie semblent très bien convenir aux batteries au phosphate de fer lithié.
Certaines entreprises ont procédé à des développements différenciés pour répondre aux besoins des différents marchés, notamment en ce qui concerne l'énergie spécifique élevée, la charge directe à basse température, la densité énergétique, la durée de vie ultra-longue et le phosphate de fer lithié à base d'eau à faible coût.
