Le batterie al litio ferro fosfato, LFP, sono le batterie
più economiche attualmente in commercio e offrono una densità di
energia doppia rispetto agli accumulatori al piombo ad un prezzo
inferiore.Tipicamente queste batterie al litio hanno un numero di cicli di carica-scarica tra i più elevati e pari a 2000 con una profondità di scarica pari all'80%, questo significa che si possono fare 2000 pieni prima di esaurirla.
Dopo 2000 pieni la batteria mantiene solo l'80% di carica e viene considerata esaurita, inoltre la sua durata in termini temporali è tipicamente pari a 10 anni dal momento in cui viene costruita.
La Batteria al litio ferro fosfato (LiFePO4) ha una certa sensibilità alla temperatura e a temperature molto basse, inferiori a zero gradi celsius, ha una capacità ridotta. Alcune batterie LFP sono progettate per ridurre questo comportamento.
La densità energetica delle LFP è di circa 100 Wh/kg, quindi è doppia rispetto agli accumulatori al piombo e inferiore rispetti agli accumulatori al litio usati nei veicoli elettrici (ma per esempio nella Nissan Leaf che monta batterie al litio si hanno densità pari a 92 Wh/kg).
Un punto debole degli accumulatori LFP è la loro scarsa corrente di scarica, questo significa scarsa capacità di erogare potenza. 500 W/kg per 15 secondi e 300 W/kg continuativamente sono valori tratti da un data sheet. Perciò per avere potenza occorre disporre di molte batterie.
Il costo di questi accumulatori al litio ferro fosfato è piuttosto basso e parte dai 300-400 euro ma la qualità è un fattore importante per avere buone e uniformi caratteristiche e per questo il prezzo può salire fino al migliaio di euro per kWh.
La Hipower costruisce le batterie al litio ferro fosfato adatte anche all'uso su auto elettriche, una sua batteria di forma parallelepipeda eroga 200 amperora (Ah) e ha quindi una capacità di 640 Wh, una densità di 100 Wh/kg, 300 W/kg e un costo indicativo di 240 $ (circa 400 €/kWh).
Questo accumulatore può essere ricaricato 2000 volte e quindi offre un costo per ciclo e per kWh pari a circa 0.2 €. Significa che una auto elettrica come la Birò (4.8 kWh) se montasse questi accumulatori avrebbe un costo per pieno dovuto alle batterie pari a circa 1 euro, la Nissan Leaf (24 kWh) avrebbe un costo per pieno di 5 euro.
Rispetto alle batterie al piombo si tratta di un risparmio notevolissimo. Rispetto alle batterie al litio il risparmio delle LFP, litio ferro fosfato, è ingente.
Per fare un raffronto i 4.8 kWh di batterie al piombo gel della Birò costano ad ogni pieno circa 4 euro contro 1 euro se montassero queste batterie. I 24 kWh della Nissan Leaf costano attualmente per ogni pieno 17 euro, 5 euro se montasse questi accumulatori.
Comunque per le automobili molto potenti queste batterie non sono molto adatte. I 125 kg di batterie al piombo della Birò se trasformate nelle LFP darebbero una potenza continuativa di 37.5 kW e una di picco di 62.5 kW. La potenza massima dei 2 motori della Birò è di 4 kW, quindi le LFP sono più che adatte.
Nel caso della Nissan Leaf il peso degli accumulatori è di 260 kg e le LFP darebbero una potenza di 78 kW continua e di 130 kW di picco. Il motore elettrico della Leaf sviluppa 80 kW, quindi siamo al limite.
Ho letto che i 2000 cicli di carica-scarica sono testati per una corrente di scarica di 1C, significa potere estrarre dalle batterie litio ferro fosfato poca potenza per avere tanti cicli. Per esempio l'accumulatore dell'Hipower da 200 Ah dura 2000 cicli se si preleva una potenza non superiore a 100 W/kg durante tutto l'arco della sua vita.
Se sono montati sulla Birò non si deve sforare i 12.5 kW: i motori assorbono al massimo 4 kW, quindi sono ok. Se sono montati sulla Leaf non si deve sforare i 26 kW: i motori assorbono al massimo 80 kW quindi le LFP sulla elettrica Nissan dureranno molto meno di 2000 cicli. Da questo esempio si deduce che la potenza prelevabile dalle batterie LFP non è molta e che sono adatte ai veicoli elettrici più leggeri.
In un interessante documento illustra i vari costi di questa tecnologia, si parla di un prezzo di costo industriale pari a 0.5 $/Ah per le LiFePO4 incluso i guadagni; all'ingrosso 0.90 $/Ah; 1.10 -1.40 $/Ah il prezzo al dettaglio in USA. In termini di costo per energia accumulata si ha:
- 156 $/kWh prezzo industriale
- 281 $/kWh prezzo all'ingrosso
- 344-438 $/kWh prezzo al dettaglio
| Anno |
Volume Mega Ah |
Prezzo Ah |
Prezzo per kWh |
| 2012 |
200 |
1.00 $ |
312 $ |
| 2013 |
400 |
0.90 $ |
281 $ |
| 2014 |
800 |
0.81 $ |
253 $ |
| 2015 |
1600 |
0.73 $ |
228 $ |
| 2016 |
2500 |
0.69 $ |
216 $ |
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