Volgens het Q3-rapport van Tesla schakelt het bedrijf over op LFP-batterijen (Lithium Iron Phospate) voor al zijn standaardmodellen Model Y- en Model 3-auto's. Tesla is ook van plan om de productie van LFP-batterijen naar dezelfde locaties te brengen waar het zijn voertuigen produceert (Giga Texas, Giga Berlin), volgens de laatste beschikbare informatie.
"Ons doel is om alle belangrijke onderdelen van de voertuigen op het continent te lokaliseren - in ieder geval het continent, zo niet dichter, bij waar de voertuigen worden geproduceerd", zei Drew Baglino, senior vice-president aandrijflijn en energietechniek bij Tesla, tijdens Q3. winst bellen. "Dat is ons doel. We werken intern samen met onze leveranciers om dat doel te bereiken, en niet alleen op het niveau van de eindmontage, maar zo ver mogelijk stroomopwaarts."
Een korte uitleg over LFP-batterijen zou als volgt zijn: in vergelijking met de andere hoogwaardige oplaadbare batterijtechnologieën (nikkel-cadmium of nikkel-metaalhydride) hebben Li-ion-batterijen een aantal voordelen. Om te beginnen hebben ze een van de hoogste energiedichtheden van alle huidige accutechnologieën (100-265 Wh/kg of 250-670 Wh/L). Bovendien kunnen Li-ion-batterijcellen tot 3,6 volt leveren, 3 keer meer dan technologieën zoals Ni-Cd of Ni-MH. Dit betekent dat ze grote hoeveelheden stroom kunnen leveren voor toepassingen met een hoog vermogen, en naast Li-ion-batterijen zijn ze ook relatief onderhoudsarm, waardoor ze niet gepland hoeven te worden om de levensduur van de batterij te behouden.
Een ander voordeel is dat Li-ion-accu's geen "geheugeneffect" hebben, een nadelig proces waarbij herhaalde gedeeltelijke ontlading/oplaadcycli ertoe kunnen leiden dat een batterij een lagere capaciteit "herinnert". Dit is een voordeel ten opzichte van zowel Ni-Cd als Ni-MH, die dit effect vertonen. Li-ionbatterijen hebben ook een lage zelfontlading van ongeveer 1,5-2 procent per maand. Ze bevatten geen giftig cadmium, waardoor ze gemakkelijker te verwijderen zijn dan Ni-Cd-batterijen.
De LFP-batterij (lithiumferrofosfaat) is een type lithium-ionbatterij die lithiumijzerfosfaat (LiFePO4) als kathodemateriaal (vandaar de naam) gebruikt en een grafiet-koolstofelektrode met een metalen achterkant als anode. Het is een type lithium-ionbatterij dat in staat is om met hoge snelheden op te laden en te ontladen in vergelijking met andere soorten batterijen.
De energiedichtheid van LiFePO is lager dan die van lithiumkobaltoxide (LiCoO) en heeft ook een lagere bedrijfsspanning. De laad-ontlaadprofielen van LFP-cellen zijn doorgaans erg vlak. Het belangrijkste nadeel van LiFePO is de lage elektrische geleidbaarheid. Daarom zijn alle LiFePO-kathoden in kwestie eigenlijk LiFePO/C (composiet gemaakt met koolstof). Vanwege de lage kosten, lage toxiciteit, goed gedefinieerde prestaties, stabiliteit op lange termijn, enz. vindt LiFePO een aantal rollen in het gebruik van voertuigen, maar ook in stationaire toepassingen op utiliteitsschaal en back-upstroom.
LFP-batterijen bevatten geen nikkel of kobalt, die beide beperkt en duur zijn. Net als bij lithium zijn er bezorgdheid geuit over de mensenrechten en het milieu met betrekking tot het gebruik van kobalt. Een belangrijk voordeel ten opzichte van andere lithium-ion-chemicaliën is de thermische en chemische stabiliteit, wat de veiligheid van de batterij verbetert. LiFePO is een intrinsiek veiliger kathodemateriaal dan LiCoO- en mangaandioxide-spinellen door het weglaten van het kobalt, met zijn negatieve temperatuurcoëfficiënt van weerstand die thermische wegloop kan bevorderen. De P–O binding in het (PO4)-ion is sterker dan de Co–O binding in het (CoO2)− ion, waardoor bij misbruik (kortsluiting, oververhitting etc.) de zuurstofatomen langzamer vrijkomen . Deze stabilisatie van de redox-energieën bevordert ook een snellere ionmigratie.
Zoals we kunnen zien, heeft een combinatie van al deze feiten Tesla geholpen te beslissen om de batterijproductie dichter bij hun autoproductiefaciliteiten te brengen. Volgens de opmerkingen van de Washington Post "... een slimme, vooruitziende en realistische zet. Ten eerste zijn dit niet alleen goedkopere batterijen; ze zijn veiliger en gemakkelijk verkrijgbaar. Dat betekent dat zelfs als ze geen Tesla's enkele honderden kilometers ver op één lading, zullen ze het bedrijf naar een grotere verkoop en uiteindelijk een bredere acceptatie van groenere voertuigen leiden. Een Tesla Model 3 op deze lithium-ijzerfosfaat- of LFP-powerpacks kan nog steeds 468 kilometer afleggen (290 mijl). Dat is echt niet zo'n korte afstand - deze batterijen zullen het werk doen."
Op een bepaald moment in 2022 zal Tesla kunnen beginnen met de serieproductie van zijn eigen 4680-batterijcellen en -packs voor de Model Y en Model 3 die zullen worden geproduceerd in Texas en in Berlijn, zoals ik eerder al zei; en ze zullen waarschijnlijk hun huidige oplossing gebruiken met cellen van het 2170-type totdat de productie is opgevoerd.
Nico Caballero is de VP Financiën van Cogency Power, gespecialiseerd in zonne-energie. Hij heeft ook een diploma in elektrische auto's van de Technische Universiteit Delft in Nederland en doet graag onderzoek naar Tesla- en EV-batterijen. Hij is te bereiken via @NicoTorqueNews op Twitter. Nico behandelt de laatste gebeurtenissen van Tesla en elektrische voertuigen op Torque News.
