Litiumioniakkujen yhteydessä puhutaan paljon nikkelistä, koboltista ja muista kriittisistä raaka-aineista. Litiumioniakkujen perhe on kuitenkin laaja ja sieltä löytyy monenlaista kemiaa, kuten vahvaa nousukautta elävä litiumrautafosfaattiakku (Lithium Iron Phosphate, LFP). Yksi vahva signaali LFP-akkujen merkityksen kasvusta on LG Energy Solutionin panostus oman LFP-akun kehittämiseen.
LG Energy Solution aloitti oman litiumrautafosfaattiakun kehittämisen vuoden 2020 lopulla, uutisoi The Elec. Teknologia on suunnattu erityisesti kiinalaisille yrityksille. LFP-akku on litiumioniakku, jonka katodissa on nikkelin, koboltin ja mangaanin (NCM) tai nikkelin, koboltin ja alumiinin (NCA) sijaan rautaa ja fosfaattia.
Kuva 1. LFP-akun katodissa käytetään nikkelin ja koboltin sijaan rautaa ja fosfaattia. (Kuva: Nickel Institute)
Turvallinen akkukemia
NCM- ja NCA-akkuihin verrattuna LFP-akkua pidetään vakaampana ja turvallisempana. LFP-akut harvoin ylikuumenevat tai aiheuttavat sähköautojen tulipaloja, listaa The Elec litiumrautafosfaattiakun etuja.
LFP-akkujen heikkouksia ovat raskaampi paino ja matalampi energiatiheys, josta johtuen yhdellä latauksella ajettava matka jää lyhyemmäksi kuin NCM- tai NCA-akuilla.
LG Energy Solution kehittää LFP-akkua
LG Energy Solution on tehnyt LFP-akun kehitystyötä laboratoriossaan Daejonissa, Etelä-Koreassa. Yhtiö aikoo rakentaa pilotti tuotantolinjan LFP-akuille mahdollisesti jo ensi vuonna. Kenno on pussityyppinen eli se on rakenteeltaan erilainen kuin kiinalaisten valmistajien prismaattiset tai sylinterinmuotoiset kennot.
LG Energy Solution tekee myös yhteistyötä LG Chemin kanssa akkumateriaaleihin liittyen.
The Elec pitää todennäköisenä, että LG Chem perustaa yhteisyrityksen kiinalaisen kumppanin kanssa. Perustettava yhteisyritys toimittaisi sitten materiaalit LG Energy Solutionin valmistamiin LFP-akkuihin.
The Elecin haastatteleman LG Energy Solutionin edustajan mukaan yhtiössä syntyi viime vuonna yhteinen näkemys siitä, että yhtiön on kehitettävä oma LFP-akku. Lähteen mukaan kehitystyö eteni hitaasti alkuvuonna, mutta viime aikoina työ on päässyt taas kunnolla vauhtiin.
LG Energy Solution ennustaa LFP-akuille vahvaa kysyntää halvemmissa sähköautoissa.
Kuva 2. Keskeisiä LFP-akkujen ja -katodimateriaalien valmistajia Kiinassa. (Kuva: Roskill, 2021)
Suhtautuminen LFP-akkuihin muuttui
LG on pitkään suhtautunut nihkeästi LFP-akkuihin, koska niiden heikkous on juuri sillä alueella, joka on tällä hetkellä sähköautojen tärkein kilpailutekijä, eli kuinka pitkälle yhdellä latauksella pääsee. LFP-akkuja ei ole pidetty myöskään sopivina kalliimman hintaluokan autoihin.
Tilanne muuttui kuitenkin viime vuonna, kun Tesla alkoi käyttää CATL:n valmistamia LFP-akkuja Kiinassa myytävissä Model 3 – ja Model Y –autoissaan.
Teslan katodimixin uskotaan muuttuvan jatkossa merkittävästi, sen jälkeen kun LFP-akkuja käyttävä Model 3 lanseerattiin vuoden 2020 lopulla. Joulukuussa edullisemman ja pienemmät ajokilometrit tarjoavan mallin myynti Kiinan markkinoilla ja Euroopassa muodosti 30% yhtiön vuosimyynnistä, kertoo Adamas Intelligencen markkina-analyysit.
LFP Energy Solution tulee todennäköisesti keskittymään LFP-akuissaan edullisempiin sähköautomalleihin ja kehittyviin markkinoihin.
LFP 2.0 – litiumrautafosfaattiakun uusi tuleminen
Toisin kuin usein kuvitellaan, LFP:n vahvan menon taustalla ei ole mukaan litiumkarbonaatin hinnannousu, arvioi Benchmark Mineral Intelligence.
Vaikka litiumkarbonaatin ja litiumhydroksidin hintojen kehitys on ollut tärkeä tekijä katoditeknologian kehityksen kannalta, tämä mittelö ei liity pelkästään LFP-akkuihin, muistutti Benchmark artikkelissaan kesällä 2020. LFP-akkujen edullisempi hinta perustuu vahvasti nikkelin ja koboltin korvaamiseen raudalla ja fosfaatilla.
NCM-katodien valmistajat joutuvat tasapainoilemaan kolmen kriittisen raaka-aineen – nikkelin, koboltin ja litiumin – välillä, kun taas LFP-katodien valmistaja joutuu miettimään vain yhtä kriittistä raaka-ainetta – litiumia.
Edullisten raaka-aineiden ansiosta LFP-katodi maksaa vain puolet siitä, mitä yleisesti käytettävät NCM-katodit. Tämä on tehnyt LFP-akusta erittäin houkuttelevan vaihtoehdon kiinalaisille sähköautovalmistajille.
Benchmark korostaa, että tässä on perimmäinen syy LFP-akkujen suosion kasvulle, ei niinkään litiumin hinta, tai litiumkarbonaatin ja –hydroksidin hintaero.
LFP:n menestyksen taustalla monta tekijää
Benchmark Mineral Intelligence muistuttaa, että litiumrautafosfaattiakku on vakiintunutta teknologiaa, joka on kehittynyt vauhdilla vuoden 2015 jälkeen. Turvallisia ja luotettavia LFP-akkuja on käytetty ensisijaisesti sähköbusseissa.
Kiinassa LFP-akkujen menestystä on vauhdittanut myös akkujen tulipaloihin liittyvä uusi sääntely, kertoi Mining.com artikkelissaan toukokuussa 2021.
LPF-akkujen valmistusosaaminen ja –kapasiteetti ovat vahvasti kiinalaisten käsissä. Erityisesti kiinalaiset akkuvalmistajat CATL ja BYD ovat tehneet kovasti töitä parantaakseen LFP-akkujen energiatiheyttä.
Benchmark Mineral Intelligencen mukaan LFP-akku on ihanteellinen ratkaisu markkinoille, joilla kuluttajille sähköauton hinta on tärkeämpi kysymys kuin se, miten pitkälle autolla yhdellä latauksella pääsee.
Toim.huom. LFP-akkuja on pidetty lähinnä halvempien sähköautojen ja kehittyvien markkinoiden ratkaisuna, myös Teslan avattua pelin tuli LPF-akuista nopeasti ihan hovikelpoinen vaihtoehto. Lueskelin juuri tällä viikolla erään sähköautoryhmän keskustelua, jossa kyseltiin, missä ovat sellaiset noin 30 000 euron järkevän kokoluokan sähköautot. Länsimaissa kisaa on käyty sillä, kuinka pitkälle eri malleilla yhdellä latauksella pääsee. Tämä puolestaan on johtanut NCM-akkujen dominointiin Euroopassa myytävissä malleissa. Mutta käykö tässä niin, että myös länsimaiset autonostaja ovat valmiita tinkimään rangesta, jos saavat järkevän menopelin sitä kautta edullisemmin? Maailman nikkeli- ja kobolttimarkkinat joutuvat lähivuosina koville yrittäessään vastata akkuteollisuuden nopeasti kasvavaan tarpeeseen. Kuten Benchmark Mineral Intelligence edellä toteaa, on aika paljon helpompi löytää markkinoilta rautaa ja fosfaattia kuin akkulaatuista nikkeliä ja kobolttia. Toki myös LFP joutuu kilpailemaan muiden edullisempien akkukemioiden kanssa, kuten VW-konsernin liputtama korkeamman mangaanipitoisuuden akut.
Kriittisemateriaalit.fi-sivusto on Huoltovarmuuskeskuksen Teknologiapoolin hallinnoima sivusto, joka seuraa suomalaisen teollisuuden kannalta kriittisten metallien ja mineraalien sekä elektroniikkakomponenttien markkinoiden kehitystä erityisesti jatkuvuudenhallinnan ja huoltovarmuuden näkökulmasta.
(Julkaistu 3.9.2021)
Lähteet:
- LG Energy developing its own LFP battery tech. The Elec, 2 September 2021. 1
- Cobalt, nickel price: Rapid LFP uptake dents EV bull case. Mining.com, 28 May 2021.
- EV Battery Capacity and Battery Metals Tracker. Adamas Intellingence.
- Lithium-ion batteries: LFP cathode materials market share forecast to increase in 2021. Roskill, 21 Jan 2021.
- China’s CATL is developing new EV battery with no nickel, cobalt, exec says. Reuters, 15 Aug 2020.
- Batteries: The true drivers behind LFP demand – new safety standards, costs, IP rights, ESG & simplified battery pack designs. Roskill, 25 June 2020.
- WoodMac: A New Battery Chemistry Will Lead the Stationary Energy Storage Market by 2030. GTM, 20 August 2020.
- LFP 2.0 is not about the price of lithium, here’s what’s driving demand. Benchmark Mineral Intelligence, 18 June 2020.
Lisää aiheesta:
