Cosa sono le batterie LFP e perché presto alcuni veicoli elettrici Ford le disporranno?

Ford ha annunciato lunedì che sta pianificando l'installazione di batterie al litio ferro fosfato (LFP) sulla sua Mustang Mach-E a partire dalla fine dell'anno solare 2023 e sul suo F-150 Lightning nell'anno solare 2024.

Il cambiamento porterà potenzialmente a una riduzione dei prezzi dei veicoli elettrici, anche se ciò “dipenderà da ciò che accadrà con il mercato”, secondo Marin Gjaja, chief customer officer di Ford Model E.

L'esecutivo ha aggiunto: "L'intento è quello di renderli più convenienti e accessibili".

I veicoli elettrici Mach-E Standard Range riceveranno celle LFP a partire dalla fine dell'anno; I camion F-150 della gamma standard li riceveranno all'inizio del prossimo anno, con il cambiamento che potrebbe avvenire un livello di allestimento alla volta. I veicoli a gamma estesa e qualsiasi cosa orientata alle prestazioni rimarranno con la chimica esistente del nichel manganese cobalto (NMC) utilizzata oggi in quei modelli.

Dal 2026, le celle LFP per i prodotti Ford proverranno da uno stabilimento di batterie del Michigan realizzato con la tecnologia della cinese CATL. Nel frattempo, è probabile che le celle per questi prodotti provengano da uno degli stabilimenti CATL in Cina.

Ford confronta i tipi di batterie NCM e LFP

Vantaggi della batteria Ford LFP

Ragioni dietro il passaggio a LFP

Lunedì, in una presentazione, Ford ha delineato alcune delle ragioni dietro questo cambiamento. Le batterie LFP hanno una durata eccezionale e possono contribuire a rafforzare la catena di approvvigionamento utilizzando meno materiali e risorse minerali ad alta richiesta e ad alto costo. Inoltre, possono essere caricati dallo 0% al 100% ogni giorno, cosa che non è consigliata per le chimiche NCM attualmente utilizzate nell'F-150 Lightning, Mustang Mach-E ed E-Transit se non è necessaria la portata completa.

Ford ha inoltre osservato che, grazie a queste caratteristiche, le batterie LFP sono anche la scelta preferita per la ricarica bidirezionale, come già offerto con un sistema di backup dell’alimentazione domestica F-150 Lightning.

D'altra parte, le celle LFP sono in genere lente e più lente nella ricarica rapida alle temperature ambiente più fredde. Inoltre, non sono la scelta migliore per prestazioni elevate o autonomia più lunga, in parte perché racchiudono più peso a parità di energia; come Ford ha sottolineato nella strategia riportata di seguito, ritiene che le batterie LFP soddisfino principalmente solo la flotta e la parte entry-level del mercato.

Approccio multi-chimico Ford per le batterie dei veicoli elettrici

Un diverso tipo di ioni di litio

Come sottoinsieme della tecnologia delle batterie agli ioni di litio, le celle LFP utilizzano fosfato di litio e ferro come catodo e grafite come elettrodo. Queste celle sono molto meno soggette alla fuga termica che potrebbe causare incendi o degrado dovuto al surriscaldamento; una serie di fonti ora suggeriscono anche che durano molto più a lungo.

Le celle LFP non dipendono dal nichel e dal cobalto, due materiali costosi, con vincoli di fornitura e un grande vantaggio per la catena di approvvigionamento.

Circa un quinto dei veicoli elettrici del mondo sono alimentati da celle LFP. La tecnologia, guidata dalla cinese BYD dieci anni fa, è avanzata nella sua forma più recente nella batteria BYD Blade, di cui anche CATL è un produttore leader.

Ford confronta i fattori di forma della batteria, nel passaggio a LFP

Celle prismatiche Ford-CATL LFP per Mach-E, F-150 Lightning

Cambia anche il fattore di forma

La chimica della batteria non sarà l’unica cosa che cambierà nei veicoli che passeranno al sistema LFP, hanno osservato i dirigenti Ford. Anche il fattore di forma della batteria sarà completamente diverso. Questi modelli utilizzeranno celle prismatiche rispetto alle celle a sacca utilizzate nei modelli attuali; saranno anche più grandi, notò Ford, con una capacità più che doppia in ampere-ora.

Ciò significa meno collegamenti tra le celle stesse, il che aiuta a mitigare alcune delle perdite di energia da queste celle meno dense di energia, ha spiegato Ford.

Ford non ha spiegato ulteriormente cosa ciò significhi per il futuro nella disposizione effettiva del pacco, o fino a che livello significhi potenzialmente saltare moduli o pacchi in futuro. CATL, ad esempio, ha quello che definisce un design di raffreddamento ad acqua "dirompente" che consente un layout cella-pacchetto con densità di energia impressionanti per rivaleggiare con quelle di tipi di celle più costose.