Elektrikli nəqliyyat vasitələrinin inkişafı üzrə batareyanın bərpası texnologiyasının əsas təhlili

Müəllif: Iflowpower – Portativ Elektrik Stansiyası Təchizatçısı

İqlim dəyişikliyini azaltmaq üçün dünya elektrik nəqliyyat vasitələrinə müraciət etdikcə, əsas akkumulyator materiallarına gələcək tələbatın ölçülməsi vacibdir. Yeni hesabatda CHENGJIANXU, Bernhardsteubing və Hollandiya Leiden Universiteti və ABŞ-ın Aqonq Milli Laboratoriyasındakı tədqiqat qrupu 2020-2050-ci illərdə litium, nikel, kobalt və manqan oksidlərinə olan tələbatı göstərir. Çoxsaylı faktorları artıracaq.

Buna görə də, litium, kobalt və nikel üçün tədarük zəncirinin tələbi genişlənir və daha çox resurs araşdırması tələb oluna bilər. Bununla belə, elektrik parkının inkişafı və hər bir avtomobilin akkumulyator tutumu ilə bağlı qeyri-müəyyənlik çox böyükdür. 2050-ci ilə qədər qapalı dövrə təkrar emal xammal tələbinin azaldılmasında ikinci dərəcəli, lakin getdikcə daha mühüm rol oynayırdı və tədqiqatçılar qabaqcıl təkrar emal strategiyalarını öyrənməli və hurdaya çıxan hüceyrələrdən batareya səviyyəli materialları iqtisadi cəhətdən təkrar emal etməlidirlər.

Bu əsər indi “Natural Communication Materials” jurnalında dərc olunur. Elektrikli nəqliyyat vasitələrinin inkişafı daxili yanma mühərrikləri olan nəqliyyat vasitələri ilə müqayisədə elektrik nəqliyyat vasitələrinin (EV) iqlimə təsirindən daha kiçikdir. Bu üstünlük tələbatın əhəmiyyətli dərəcədə artmasına səbəb olur və qlobal donanma minlərlə gəmidən 7-yə qədər böyüyür.

2019-cu ildə 5 milyon gəmi. Bununla belə, qlobal orta avtomobil bazarı hələ də məhduddur və gələcək artımın keçmişdə mütləq artım edəcəyi gözlənilir. Litium-ion batareyası (libs) elektrik nəqliyyat vasitələrinin əsas texnologiyasıdır, tipik avtomobil litium-ion batareyaları litium, kobalt və nikeldən ibarətdir və anodda qrafit, digər komponentlər isə alüminium və misdən ibarətdir.

Batareya texnologiyası hazırda yeni və təkmilləşdirilmiş kimyəvi istiqamətə doğru irəliləyir. Bu işdə XU və b. Litium, nikel, kobaltdan tutmuş qrafit və silikona qədər qlobal yüngül elektrik mühərrikli avtomobil akkumulyatorunun maddi tələbatını öyrəndi və təkmilləşdirilmiş batareyaları müzakirə etmək üçün material tələbini davamlı istehsal gücü və məlum ehtiyatlarla əlaqələndirdi.

Əsas amil. Bu iş gələcək akkumulyator materialları və akkumulyator materialına tələbatını şərtləndirən əsas amillər haqqında məlumat verməklə elektrik avtomobilinin keçidinə kömək edəcək. Qlobal elektrik avtomobil ehtiyatının inkişafı proqnozu 2050.

Təmiz elektrik avtomobili, plug-in hibrid elektrik avtomobili, STEP proqramı, milli siyasət ssenarisi, davamlı inkişaf ssenarisi. Elektrikli Avtomobil (EV) komandası 2030-cu ilə qədər Beynəlxalq Enerjinin (IEA) iki hadisəsinə əsaslanaraq elektrik avtomobil parklarının artımını artırdı. Bunlara mövcud hökumət siyasətləri və "Paris Sazişi"nin iqlim hədəfinə uyğun davamlı inkişaf (SD) ssenariləri ilə bağlı müəyyən edilmiş siyasətlər, yəni 2030 elektrikli avtomobillər daxildir, qlobal satışlar 30%-ə çatıb.

Bu təhlildə XU et al. Bu ssenariləri 2050-ci ilə qədər uzadın. STEP həllini qarşılamaq üçün 2050-ci ilə qədər hər il təxminən 6TWH batareya tutumu tələb olunur.

Material tələbləri akkumulyatorun kimyəvi reagentlərinin seçimindən asılı olacaq və hazırda üç akkumulyator kimyəvi reagenti nəzərdən keçirilir. Ən çox ehtimal olunan vəziyyət cari litium nikel-kobalt alüminium (NCA) və litium nikel-kobalt manqan (NCM) batareyalarından (bundan sonra NCX adlandırılacaq, burada x alüminium və ya manqanı təmsil edir) sonra olacaq. 2030-cu ilə qədər bu, akkumulyator kimyasının inkişafına gətirib çıxaracaq.

Litium ion batareyası olaraq müsbət elektrod materialının gələcək elektrik vasitələrində getdikcə daha çox tətbiq alması gözlənilir. Enerjidən daha çox yanacaq qənaətinə və elektrik nəqliyyat vasitələrinin sonsuz yürüşünə təsir etsə də, LFP-lərin aşağı istehsal dəyəri, yaxşı istilik sabitliyi və uzun ömür kimi üstünlükləri var. LFP batareyası hazırda avtobus kimi kommersiya vasitələrində faydalı olsa da, Teslas da daxil olmaqla yüngül elektrik avtomobillərində geniş tətbiq var.

STEP proqramında, akkumulyator bazarının payı və 2050-ci ildən əvvəl elektrikli avtomobil akkumulyatoru ili. (A) NCX səhnəsi. (B) LFP səhnəsi.

(C) Li-S / hava səhnəsi. LFP litium dəmir fosfat batareyası, NCM litium nikel-vatenqan batareyası, NCM111, NCM 523, NCM622, NCM811, NCM 955 nikel, kobalt, manqan nisbətlərini təmsil edir. NCA litium nikel-kobalt alüminium batareyası, qrafit (Si) qrafit anodunda qismən silikon, litium sulfid batareyası, litium hava batareyası, TWH109KWH var.

Batareyanın maddi ehtiyacları və bərpası ildən bəri, elm adamları elektrik nəqliyyat vasitələrinin (EV) akkumulyatorlarına olan tələbatı qiymətləndirdilər və litiumun böyüməsinə batareyaya xas kimyəvi komponentlər və nikel və kobalta məxsus batareyanın kimyəvi komponentləri daha çox təsir göstərdiyini qeyd etdilər. 2020-ci ildən 2050-ci ilə qədər litium-ion batareyalara tələbat daha da artır. Bu yolla, 2020-ci ildən 2050-ci ilə qədər litium üçün yığılmış tələbatın 7 arasında olduğunu proqnozlaşdırdılar.

3 milyon ton və 18,3 milyon ton olan kobalta yığılan tələb 3,5 milyon tondan 1 oldu.

88 milyon ton və nikel yığılmış tələbat 181 milyon idi. Ton 889 milyon tona qədər. Xu və başqaları.

Tullantı akkumulyatorunda zamanla dəyişən materialların yanında və bu materialların necə təkrar emal ediləcəyi müzakirə edilir, ilkin materialların istehsalını azaltmağa kömək edir. Mövcud elektrikli avtomobil akkumulyatorunun ticari təkrar emal üsulu iki növ quru və yaş üsula malikdir. Yanğın üsuluna bütün batareyanın və ya əvvəlcədən işlənmiş batareya paketinin əridilməsi daxildir.

Yaş metallurgiya turşunun daldırılmasına və sonra həlledicinin çıxarılması və çöküntü üsulu ilə bərpa olunan batareya materialına əsaslanır. Qapalı dövrə dövriyyəsində, nəm metallurgiya müalicəsi yanğın üsulu ilə müalicə edildikdən sonra həyata keçirilə bilər və ərinti metal duzuna çevrilir. Birbaşa bərpa metodunun məqsədi iqtisadi və ekoloji üstünlüklər əldə etmək üçün kimyəvi strukturunu qoruyaraq katod materialını bərpa etməkdir, lakin bu yanaşma hələ inkişafın ilk mərhələsindədir.

NCX, LFP və Li-S / Air Battery Solutions şirkətlərində litium, nikel və kobalt batareya materialları 2020-ci ildən 2050-ci ilə qədər axır. (A) Xammala tələbat. (B) Tullantı batareya materialları.

STEP Ssenarisi - Adi Siyasət Ssenarisi, Davamlı İnkişaf Ssenarisi, Milyon Ton Davamlı İnkişaf Ssenarisi. Electric Automotive Outlook bu şəkildə modellər hazırladı, Xu Chengjian, Bernhad Steve və həmkarları litium, nikel və kobalt akkumulyatorlarının tutumunun əhəmiyyətli dərəcədə artacağını nümayiş etdirmək üçün işləyib hazırladılar, çünki hətta 2025-ci ildən əvvəl də elektrikli avtomobillərə tələbat artımı cari istehsal sürətini də keçə bilər. Batareya materialları mövcud istehsal gücünü aşmadan tədarük edilə bilər, lakin digər şöbələrin ehtiyaclarını ödəmək üçün artırılmalıdır.

Təchizat risklərinin icmalı yeni ehtiyatların aşkarlanması ilə dəyişə bilər. Akkumulyatorun tutumuna tələbat avtomobilin dizaynı, çəkisi və yanacaq səmərəliliyi kimi texniki amillərdən, eləcə də park miqyasının ölçüsündən və istehlakçıdan elektrik nəqliyyat vasitələrinin ölçüsü və çeşidindən asılı olacaq. Birbaşa bərpa ən qənaətcil və ekoloji cəhətdən təmiz qapalı dövrə üsuludur, çünki o, ərimə və yuyulmadan katod materiallarını bərpa edə bilər.

Elektromobilə müvəffəqiyyətlə keçid onun sənayenin davamlı material təchizatı ilə ayaqlaşa bilib-bilməməsindən asılı olacaq. Kimyəvi maddələrin həyat dövrünün qiymətləndirilməsi də daxil olmaqla, elmi davamlılığın qiymətləndirilməsi akkumulyator kimyəvi maddələrinin və xammalın seçiminə rəhbərlik edəcəkdir. Qlobal tələbatın gözlənilən qlobal tələbi həm də qlobal iqtisadi mühitin və elektrik nəqliyyat vasitələrinin və onların akkumulyatorlarının sosial təsirinin monitorinqi üçün platformadır.