LiFePO₄ или NCM: какие ячейки выбрать

Коротко: для накопителя, резервного питания, солнечной станции и тяжёлой техники берите LFP (литий-железо-фосфат) - у неё выше ресурс и устойчивость к перегреву. NCM (никель-кобальт-марганец) нужна, когда критичны масса и объём: на килограмм она запасает на треть-половину больше энергии, но служит меньше и требует более строгой защиты. Ниже - сравнение по паспортам EVE.

Чем LFP отличается от NCM

LFP - литий-железо-фосфат (LiFePO₄): катод из фосфата железа. NCM (в других источниках NMC) - никель-кобальт-марганец: катод из оксида лития, никеля, кобальта и марганца. Анод в обоих случаях обычно графитовый, разница - в катоде, и она определяет почти все свойства ячейки.

Сравнение по паспортам EVE

Возьмём ячейки из каталога сопоставимого назначения:

Насколько ячейки NCM легче LFP

Главное преимущество NCM - энергия на килограмм. Ячейки NCM EVE дают 240–263 Вт·ч/кг против 165–196 у LFP. Для батареи на 10 кВт·ч разница в массе ячеек - порядка 15–20 кг. В легковом электромобиле, беспилотнике или переносной технике это решающий довод; в стационарном накопителе масса не важна, а в погрузчике даже полезна как противовес.

Ресурс

У LFP ресурс выше. Ячейки LFP EVE для накопителей рассчитаны на 4000–8000 циклов (крупные - на 8000), тяговые - на 1500–6000, у серии LF чаще 4000. У ячеек NCM в каталоге - 1600–3000 циклов, за исключением мощностной M43 с ресурсом 40 000 циклов: по параметрам это ячейка малой ёмкости для гибридных систем, где каждый цикл неглубокий.

Безопасность

Ячейки LFP устойчивее к перегреву - почему, объясняем в статье «Ячейки LiFePO₄: что это и почему у них 3,2 В». Ячейкам NCM нужна более строгая защита: контроль температуры каждой группы, теплоизоляция между ячейками, точная система управления батареей. Как EVE защищает свои NCM - в статье «Как EVE делает ячейки безопасными».

Напряжение и расчёт сборки

У NCM ячейка номиналом 3,6–3,7 В, у LFP - 3,2 В. Для системы на 48 В нужно 16 ячеек LFP (51,2 В) или 13–14 ячеек NCM. На одно и то же напряжение NCM требует меньше ячеек, но их диапазон напряжения шире, и не всякое оборудование, рассчитанное на LFP, подойдёт. Расчёт для LFP - в статье «Сколько ячеек нужно на 12, 24 и 48 В».

LFP или NCM: что выбрать под вашу задачу

LFP, если:

• батарея стационарная: накопитель, резервное питание, солнечная станция;
• важен ресурс и много циклов в год;
• техника тяжёлая и масса не критична: погрузчики, спецтехника, суда;
• нужна максимальная устойчивость к перегреву.

NCM, если:

• критична масса или объём: лёгкий транспорт, переносные устройства;
• нужны большие токи разряда при малой массе;
• важна отдача на холоде, и вы готовы к более сложной системе защиты.

Почему для накопителя NCM почти всегда проигрывает

Для бытового или промышленного накопителя NCM почти всегда проигрывает: дороже на киловатт-час ресурса, требовательнее к защите, а выигрыш в массе там ничего не даёт.

Не уверены - начните с LFP: призматические ячейки LiFePO₄ в каталоге. Пришлите задачу, и мы предложим модель с ценой и сроками.