So sánh LFP vs LTO trong ngành xe điện EV tương lai

Định nghĩa

Pin LTO ( Pin lithium titanat Li4Ti5O12) là pin lithium-ion thế hệ mới sử dụng LTO làm vật liệu cathode, anode có thể là LiCoO2, LiMn2O4, LiFePO4 và NiCoMn. Tấm phân tách và dung dịch điện phân tương tự các loại pin lithium-ion khác( muối Lithium hòa tan trong dung môi hữu cơ theo tỷ lệ nhất định).

Pin LiFePO4 (Pin Lithium Sắt Phosphate LiFePO4) cũng là một loại pin lithium-ion, với cathode là LiFePO4, anode là than chì graphite, tấm phân tách và dung dịch điện phân tương tự như trên.

Các đặc tính của pin LTO

Chu kỳ sạc xả của LTO cao ấn tượng: 20,000 tới 30,000

Điện áp pin LTO: 2,3V Pin LTO Ah: 40Ah (phạm vi chung 35-45Ah)

Định dạng cell LTO: Hình trụ 66160H (ngoài ra có các định dạng khác)

Tốc độ sạc và xả của LTO: Nhanh < 1 giờ

Đặc điểm: rất an toàn (không nhả khói, không cháy nổ do không có thành phấn carbon), dòng đời dài gấp 10 lần pin sắt LFP, có thể chịu được nhiệt độ khắc nghiệt (khoảng từ -40℃ to 75℃),   khả năng sạc xả tức thời lớn,  tuy nhiên pin này có năng lượng riêng thấp 70 – 90 Wh/kg, điện áp danh định thấp nên khối pin to nặng cồng kềnh, chi phí thì đắt đỏ do kim loại hiếm titan.

Ứng dụng LTO được khuyến nghị:

• các máy móc quân sự (phải đảm bảo hoạt động hiệu quả tức thời, trong thời gian dài),
• phương tiện giao thông công cộng (xe bus, tàu tram…),
• hệ thống lưu trữ năng lượng điện lưới
• Hệ thống điện back up dự phòng quan trọng
• Xe điện EV với tiêu chí sạc nhanh, xả mạnh tức thời

Các đặc tính của LiFePO4

Cell pin LiFePO4

Tuổi thọ chu kỳ LiFePO4: 2000 – 3000 (theo công bố)

Điện áp pin LiFePO4: 3,2V

Pin LiFePO4 Ah: 280Ah (phạm vi chung 5-310Ah)

Định dạng cell LiFePO4: hình trụ và lăng trụ

Tốc độ sạc và xả LiFePO4: Trung bình > 4 giờ

Ứng dụng LiFePO4 được khuyến nghị:

• Xe điện EV
• Hệ thống lưu trữ năng lượng ESS – Energy storage system dân dụng và thương mại (nơi sự an toàn, chi phí và tuổi thọ là các ưu tiên chính)
• Hệ thống lưu trữ lưới điện của các dự án xanh như điện gió/mặt trời để mang lại sự nguồn ổn định trong thời kỳ cao điểm.
• Dụng cụ điện: được thay thế cho ắc quy chì axit truyền thống.

Vì công nghệ pin đang thay đổi nhanh chóng, chúng ta nên mong đợi bắt đầu thấy các công nghệ pin thay thế như anode graphene trở nên phổ biến trong 5 đến 10 năm, nhưng trước tiên được sử dụng ở các thị trường mà Trọng lượng/Wh là yếu tố quan trọng, ví dụ như máy bay và phương tiện vận chuyển cá nhân. Do đó, hầu hết các hãng pin đều thiết kế sản phẩm của mình xoay quanh LFP sao cho có thể dễ dàng nâng cấp và mở rộng cho khách hàng của mình.

Bảng so sánh LFP vs LTO

Tiêu chí	Pin LFP	Pin LTO
Mật độ năng lượng	90 – 160Wh/kg	70 – 90Wh/kg
Chu kỳ sạc xả	~2000 chu kỳ	>10.000 chu kỳ
Tốc độ sạc	Vừa phải	Siêu nhanh
Phạm vi nhiệt độ	Vừa phải – không sạc ở nhiệt độ âm.- Khả năng xả ở nhiệt độ thấp cũng kém.	Phạm vi rộng (điều kiện khắc nghiệt)
Bền với nhiệt.	Độ ổn định nhiệt cao	Độ ổn định nhiệt tốt
Giá cả	Chi phí ban đầu thấp hơn	Chi phí ban đầu cao hơn
Tác động môi trường	Nhiều vật liệu thân thiện với môi trường hơn	Vật liệu ít phổ biến hơn

So sánh pin sắt LiFePO4 và LTO trong ngành xe điện EV tương lai

Công nghệ pin lithium titanate bị cản trở bởi hai yếu tố chính: chi phí và mật độ năng lượng thấp. Do đó, triển vọng tương lai của loại pin đặc biệt này có xu hướng tập trung vào việc loại bỏ những nhược điểm cơ bản này để tăng cường ứng dụng.

Không còn nghi ngờ gì nữa về khả năng hoạt động của lithium titanate, tuy nhiên, việc sử dụng trên quy mô lớn của nó bị hạn chế do chi phí quá cao. Do đó, cần phải có nhiều nỗ lực hơn nữa để đưa ra nguyên liệu thô rẻ hơn cho lithium titanate nhằm giảm chi phí.

Mặc dù có mật độ năng lượng thấp, pin lithium titanate có khả năng sạc nhanh và tuổi thọ chu kỳ dài. Tuy nhiên, việc tăng mật độ năng lượng có thể thu hút nhiều người tin tưởng hơn và do đó tăng ứng dụng của pin lithium titanate trong ngành công nghiệp.

Ngành công nghiệp xe điện đang ở thời điểm quan trọng, một câu hỏi cơ bản được đặt ra: Các nhà sản xuất nên ưu tiên khả năng sạc nhanh hay tập trung vào mật độ sạc cao để tăng quãng đường lái xe? Quyết định này nắm giữ chìa khóa để cạnh tranh hiệu quả với xe chạy bằng xăng trong khi vẫn đáp ứng nhu cầu ngày càng khắt khe của người tiêu dùng. Sạc nhanh mang lại lợi thế là thời gian sạc ngắn hơn, phù hợp với sự tiện lợi và kỳ vọng của người tiêu dùng vốn quen với việc tiếp nhiên liệu nhanh tại các trạm xăng. Bằng cách giảm thời gian sạc, xe điện có thể mang lại trải nghiệm liền mạch và tương đương hơn với xe truyền thống. Cách tiếp cận này nhằm mục đích loại bỏ hoàn toàn nỗi lo về khoảng cách lái xe trên lần sạc và các quan ngại khác về an toàn, giúp xe điện trở thành một phương tiện di chuyển đáng tin cậy.