Mówi się, że silnik jest sercem samochodu i w przypadku aut spalinowych takie stwierdzenie jest całkiem uzasadnione. W elektrykach, sprawa wygląda nieco inaczej, bo największym, najcięższym i praktycznie zawsze najdroższym podzespołem jest bateria. Technologiczny wyścig po lepsze akumulatory to walka, w którą producenci inwestują dziś miliardy. Choć na horyzoncie majaczą baterie ze stałym elektrolitem, na razie nie znalazły jeszcze zastosowania w seryjnie produkowanych autach. Dziś na rynku dominują dwa typy rozwiązań. Jakie mają wady i zalety? Oto, czym różnią się baterie NMC od baterii LFP.
Czym różnią się akumulatory NMC i LFP?
Zacznijmy od fundamentów. Zarówno LFP, jak i NMC to akumulatory litowo-jonowe, różniące się przede wszystkim składem chemicznym katody. LFP to baterie litowo-żelazowo-fosforanowe, a NMC to akumulatory litowo-niklowo-kobaltowo-manganowe. To właśnie chemia i użyte pierwiastki determinują kluczowe cechy baterii: gęstość energii, trwałość, odporność na temperatury czy koszty produkcji.
fot. Toyota
Większość samochodów elektrycznych magazynuje energię w bateriach NMC. Nie oznacza to jednak, że baterie LFP są gorsze – inaczej zachowują się zimą, są odporne na popularny zwyczaj kierowców i mają jedną, kluczową w dłuższym terminie zaletę.
Baterie LFP – cechy, zalety, charakterystyka
Do niedawna baterie LFP traktowane były jako te gorsze. Niższa gęstość energii sprawia, że trudniej o wysoki zasięg, ale w ostatnich latach prostsze rozwiązanie litowo-żelazowo-fosforanowe wraca do łask. Energooszczędne silniki i coraz lepsza aerodynamika aut sprawiły, że producenci na nowo odkryli zalety technologii LFP, zwłaszcza w autach miejskich.
Jedną z kluczowych zalet takich baterii jest trwałość. LFP potrafią wytrzymać kilka tysięcy cykli ładowania bez drastycznej utraty pojemności. W praktyce oznacza to setki tysięcy kilometrów jazdy i baterię, która starzeje się bardzo powoli.
fot. Ford
Baterie LFP – zalety i wady
Drugą ważną zaletą jest odporność na popularny nawyk ładowania do pełna. Akumulatory LFP nie boją się ładowania do 100 procent. Można je regularnie doładowywać „pod korek” bez większych obaw o przyspieszoną degradację, a to dla większości kierowców oznacza większy komfort użytkowania.
Trzecim powodem, dla których baterie LFP pozostają tak popularne jest bezpieczeństwo. Zastosowana w nich chemia jest wyjątkowo stabilna termicznie. Ryzyko przegrzania czy zapłonu jest jeszcze mniejsze niż w innych odmianach baterii litowo-jonowych.
O wadach poniekąd wspomnieliśmy już na wstępie – niższa gęstość energii przekłada się na niższy zasięg przy tej samej masie i objętości akumulatora. Kaprysy LFP ujawniają się także zimą. W odpowiedzi na mróz zasięg bardzo wyraźnie spada, a ładowanie z dużą mocą staje się trudniejsze.
Cechy baterii NMC
Baterie litowo-niklowo-kobaltowo-manganowe błyszczą tam, gdzie technologia LFP zawodzi. Większość flagowych modeli o wysokich osiągach i dużych zasięgach wykorzystuje właśnie takie rozwiązanie. Wysoka gęstość energii sprawia, że w tej samej przestrzeni można zmieścić więcej prądu, co bezpośrednio przekłada się na dłuższy zasięg i niższą masę auta.
Porsche Taycan wykorzystuje baterie NMC, fot. Porsche
NMC lepiej radzą sobie również w niskich temperaturach. Jak w każdym akumulatorze, zimowy zasięg będzie nieco niższy, ale nie zmienia się on w tak dużym stopniu jak w przypadku LFP. Baterie NMC sprawnie radzą sobie też z przyjmowaniem energii o dużej mocy, na szybkich ładowarkach. To ogromny atut dla tych, którzy chcieliby użytkować auto elektryczne tak jak spalinowe – zatrzymywać się w trasie na krótkie przerwy i ładować auto bezkompromisowo szybko.
Baterie NMC – wady
Cena za te zalety jest jednak oczywista – baterie NMC są mniej trwałe, bo ich żywotność liczona w cyklach ładowania jest krótsza niż w przypadku LFP. Do tego dochodzi większa wrażliwość na nawyki użytkownika. Regularne ładowanie do 100 procent może przyspieszać degradację, stąd popularny, sugerowany zakres SoC (stanu naładowania) 20-80 procent. Wreszcie – aspekt ekologiczny. Nikiel i kobalt są drogie, a ich wydobycie pozostaje przedmiotem kontrowersji. Wszystko to wpływa zarówno na cenę auta, jak i na wpływ na środowisko całej technologii.
NMC czy LFP? Które baterie są lepsze?
W jakich autach znajdziemy baterie NMC, a w których modelach stosowane są LFP? Nowsza i droższa technologia NMC to domena „długodystansowców” i aut, w przypadku których producenci chcą pochwalić się superszybkim ładowaniem i osiągami. Porsche Taycan, Audi RS e-tron GT, wszystkie nowe modele BMW, a także topowe modele Tesli – w tych samochodach znajdziemy akumulatory NMC.
Fot. Tesla
Prostszą, tańszą, ale niepozbawioną zalet technologię LFP znajdziemy m.in. w bazowych wersjach Tesli Model 3, małych elektrykach koncernu Stellantis (np. Opel Frontera czy Citroen e-C3) oraz Fordzie Mustangu Mach-E. LFP to domena mniejszych aut o niższym zasięgu i cenie.
Nie da się więc krótko odpowiedzieć na pytanie „które rozwiązanie jest lepsze?„. Baterie LFP i NMC nie walczą ze sobą o tytuł zwycięzcy, bo rozwiązują różne problemy i lepiej sprawdzają się w różnych scenariuszach. Dziś, coraz częściej ten sam model auta dostępny jest z różnymi typami baterii. LFP trafiają do wersji podstawowych i miejskich, NMC do odmian dalekiego zasięgu. Zamiast jednego rozwiązania mamy więc takie, które lepiej dopasowane jest do prawdziwych potrzeb.
Baterie ze stałym elektrolitem to wciąż pieśń przyszłości, fot. Toyota
