Baterai Lithium Iron Phosphate Mendapat Daya Tarik di Pasar EV

Teknologi baterai kendaraan listrik terus berkembang pesat, dengan berbagai kimia lithium-ion muncul—dari lithium cobalt oxide (LCO) dan lithium manganese oxide (LMO) hingga lithium nickel cobalt aluminum oxide (NCA). Baterai ini biasanya dinamai berdasarkan bahan katodanya, tempat ion lithium mengalir selama pengosongan. Tapi mengapa EV membutuhkan begitu banyak jenis baterai?

Formulasi baterai yang berbeda dioptimalkan untuk metrik kinerja tertentu—baik masa pakai baterai, kecepatan pengisian maksimum, atau kepadatan energi. Pilihan sebagian besar bergantung pada persyaratan aplikasi. Misalnya, baterai LMO memiliki resistansi internal yang sangat rendah untuk pengisian cepat tetapi masa pakai yang lebih pendek. Saat ini, baterai nikel mangan kobalt (NMC) dan NCA mendominasi sektor EV dengan menyeimbangkan nikel dan kobalt untuk meningkatkan umur panjang dan kepadatan energi. Namun, baterai lithium iron phosphate (LFP) muncul sebagai alternatif yang tangguh.

Dengan rumus kimia LiFePO₄ (lithium, iron, phosphate), baterai LFP menawarkan manfaat berbeda dibandingkan dengan rekan-rekan NMC dan NCA:

• Efisiensi Biaya: Biaya produksi LFP jauh lebih rendah (~$98,50/kWh vs. $120,30 untuk NCA), berpotensi membuat EV lebih terjangkau.
• Masa Pakai yang Diperpanjang: Baterai LFP tahan lebih banyak siklus pengisian daya, mendorong Tesla untuk merekomendasikan pengisian daya 100% (vs. 80% untuk baterai berbasis nikel).
• Ketahanan Pengisian Cepat: Struktur kristal 3D mereka tahan terhadap pengisian tegangan/panas tinggi lebih baik daripada baterai NMC/NCA.
• Keamanan: Ambang batas thermal runaway LFP (270°C) jauh melebihi NMC (210°C) dan NCA (150°C), mengurangi risiko kebakaran.
• Keberlanjutan: Komposisi bebas kobalt/nikel menurunkan emisi karbon sebesar 15-25% dan menghindari praktik penambangan yang kontroversial.

Ikatan Fe-PO LFP yang kuat menahan pelepasan oksigen di bawah tekanan (hubungan pendek, panas berlebih), mencegah thermal runaway lebih efektif daripada baterai berbasis kobalt.

Terlepas dari keunggulannya, baterai LFP menghadirkan kompromi:

• Kepadatan Energi yang Lebih Rendah: Paket LFP menyimpan ~30% lebih sedikit energi daripada yang setara dengan NCA, membutuhkan baterai yang lebih besar/lebih berat untuk jangkauan yang setara.
• Keterbatasan Cuaca Dingin: Di bawah -20°C (-4°F), baterai LFP menunjukkan pengisian yang lebih lambat karena konduktivitas dan difusi ion lithium yang berkurang.

Tesla beralih model Standard Range ke LFP pada tahun 2021 (China) dan 2022 (AS). Ford berencana mengadopsi LFP untuk Mustang Mach-E Eropa dan model F-150 tertentu pada tahun 2024. Rivian akan menerapkan LFP pertama kali di van pengiriman Amazon, diikuti oleh truk standar. Chevy Bolt EV yang didesain ulang General Motors dan model BMW 2025 juga akan menggunakan teknologi LFP.

Pengamatan dari model Tesla mengungkapkan:

• Baterai LFP mencapai suhu puncak yang lebih tinggi (~70°F vs. ~60°F NCA) untuk jangkauan yang optimal.
• Model 3 Standard Range (LFP) mencapai jangkauan yang dinilai EPA lebih konsisten daripada varian Long Range/Performance.

Studi menunjukkan siklus LFP bertahan 2-4x lebih lama daripada baterai NMC, dengan degradasi minimal dari pengisian penuh.

Ya—ambang batas thermal runaway mereka yang lebih tinggi (270°C vs. 150°C NCA) secara signifikan mengurangi risiko kebakaran, meskipun kebakaran baterai lithium tetap sangat jarang.

Sementara Tesla merekomendasikan pengisian penuh untuk LFP karena ketahanannya, mempertahankan pengisian daya 80-85% tetap mengoptimalkan umur panjang untuk semua baterai lithium-ion.

Kecepatan pengisian daya menurun pada suhu di bawah titik beku tanpa pra-kondisi, meskipun pembaruan manajemen termal dapat mengurangi hal ini.

Ya—menghilangkan kobalt/nikel mengurangi ketergantungan pada operasi penambangan dengan masalah kemanusiaan dan mendukung rantai pasokan domestik.