Ирээдүй дээгүүр байна, лити ион батерей ирээдүйг хэрхэн өөрчлөх вэ?

著者：Iflowpower – Dodavatel přenosných elektráren

Сүүлийн хэдэн арван жилд цахилгаан машинууд томоохон хэмжээний хөгжилд хүрэх болно. ОУЭА-ийн таамаглалаар 2030 он гэхэд дэлхийн цахилгаан автомашины баталгаа 2017 онд 3.7 саяас 130 сая болж, жилийн борлуулалтын хэмжээ 2-т хүрнэ.

1.5 сая. Энэ хувилбарт жилийн шинэ батерейны хүчин чадал 2017 онд 68 ГВт W11 байсан бол 775 ГВт хүртэл өсөх бөгөөд үүний 84 хувийг хөнгөн автомашинд ашиглах болно.

миний улс, ЕХ, Энэтхэг, АНУ-ын эрэлт хэрэгцээ 50%, 18%, 12%, 7% тус тус эзэлж байна. Сүүлийн хорин жилийн хугацаанд үйлдвэрлэлийн цар хүрээ ихсэж, үндсэн цахилгаан тээврийн хэрэгслийн батерейны лити-ион батерейны технологи ихээхэн сайжирч, үнэ нь огцом буурч, цахилгаан тээврийн хэрэгслийн өртөг нь түлшний машинаас эхэлдэг. 1990 оноос хойш лити-ион батерейг цахилгаан хэрэгсэл, эрчим хүчний хуримтлал (гэр ахуйн, нийтийн аж ахуй), цахилгаан моторын үйлдвэрлэлд өргөнөөр ашиглаж байна.

Үйлдвэрлэлийн цар хүрээ ихсэх тусам түүний гүйцэтгэл эрс сайжирч, үнэ нь мэдэгдэхүйц буурч байна. Ирээдүй. Химийн материал.

Батерейны гүйцэтгэлд туйлшралын материал нөлөөлдөг. Катодын материал нь литийн никель манганы кобальт (NMC), литийн никель кобальт хөнгөн цагаан исэл (NCA), литийн манганы исэл (LMO) болон литийн төмрийн фосфат (LFP) зэрэг нягт юм; анодын материалын ихэнх хэсэг нь бал чулуу, хүнд даацын машинд хүнд даацын машин ашигладаг Эргэлтийн амьдрал, лити титанат (LTO). NMC болон NCA технологи нь эрчим хүчний нягтрал өндөр, хөнгөн зайны зах зээлд давамгайлсан; LFP-ийн эрчим хүчний нягтрал бага, гэхдээ энэ нь илүү өндөр мөчлөгийн амьдрал, аюулгүй байдлын гүйцэтгэлийн үр шимийг хүртдэг, энэ нь хүнд цахилгаан машин (өөрөөр хэлбэл суудлын автомашин) Химийн материал ашиглах хүсэл юм.

Химийн материалууд нь янз бүрийн химийн материалыг ашигладаг батерейны өртөгт ихээхэн нөлөөлдөг бөгөөд үнийн зөрүү 20% хүрч чаддаг. Батерейны багтаамж ба хэмжээ. Цахилгаан машины аккумуляторын багтаамж маш өөр, манай улсын гурван жижиг цахилгаан машины зайны багтаамж 18.

3 ~ 23 кВт цаг; Европ болон Хойд Америкийн дунд оврын автомашины батерейны хүчин чадал 23 ~ 60 кВт цаг; 75 ~ 100 кВт/цаг хүчин чадалтай том автомашины батерейны хүчин чадал. Батерейны багтаамж их байх тусам зардал бага байна. 70 кВт-ын хүчин чадалтай батерейны нэгжийн эрчим хүчний өртөг нь 30 кВт-аас 25%-иар бага байдаг гэсэн тооцоо бий.

Машины масштаб. Жан Да боловсруулах масштабын эдийн засгийг хэрэгжүүлэх бас нэг чухал хүчин зүйл юм. Одоогийн байдлаар ердийн үйлдвэрлэлийн хүрээ 0 орчим байна.

5 ~ 8 ЖВт / жил, гарцын ихэнх нь ойролцоогоор 3 ГВт / жил байна. 20 ~ 75 кВт-ын ердийн хүчин чадлаар нэг цахилгаан тээврийн хэрэгслийг тооцдог бөгөөд нэг үйлдвэрээс гарах гарц нь жилд 6000-400,000 зайг боловсруулахтай тэнцэнэ. Одоогийн байдлаар Герман, АНУ, миний улс, Энэтхэг болон бусад газруудад Тесла жил 35 ГВт хүрэх үед Супер үйлдвэр зэрэг томоохон батерейны үйлдвэрүүд шинээр баригдаж байна.

Цэнэглэх хурд. Одоогийн технологи нь 40 ~ 60 минутын дотор 80% цэнэглэх боломжтой. Энэхүү уриалга нь электродын зузааныг багасгах гэх мэт зайны дизайны нарийн төвөгтэй байдлыг нэмсэн бөгөөд энэ нь батерейны зардлыг нэмэх болно; батерейны эрчим хүчний нягтралыг бууруулж, улмаар батерейны ашиглалтын хугацааг богиносгодог.

АНУ-ын Эрчим хүчний яамны задралын мэдэгдэлд 400 киловатт цэнэглэх багтаамжтай батерейны загварыг өөрчилсөн нь батерейны зардлыг нэмэгдүүлэх болно. Материалын хувьсгалын гол чиг хандлага нь ОУЭА-ийн задралд суурилж, лити-ион батерей нь хорин жилийн дотор ноёрхсон хэвээр байх боловч түүний химийн материал аажмаар өөрчлөгдөх болно. 2025 оноос өмнө бага кобальт, өндөр эрчим хүчний нягтрал, катодын лити никель манганы кобальт (NMC) 811 гэх мэт шинэ үеийн литийн ион батерейнууд.

масс үйлдвэрлэлд орно. Бал чулуун анод дээр бага хэмжээний цахиур нэмж, эрчим хүчний нягтралыг 50% -иар нэмэгдүүлэх боломжтой бол илүү өндөр хүчдэлийг тэсвэрлэх чадвартай электролитийн давс нь гүйцэтгэлийг сайжруулахад тусална. 2025-2030 онуудад литийн метал нь анодын катод, бал чулуу / цахиурын нийлмэл материал болох лити ион батерей нь дизайны үе шатанд орж магадгүй бөгөөд эрчим хүчний нягтрал, батерейны аюулгүй байдлыг сайжруулахын тулд хатуу электролитийг нэвтрүүлэх боломжтой.

Нэмж дурдахад литийн ионы технологийг бусад эрчим хүчний нягтралаар сольж, литийн агаар, литийн хүхэр гэх мэт онолын өртөг багатай байдаг. Гэсэн хэдий ч эдгээр технологийн хөгжлийн түвшин маш доогуур хэвээр байгаа бөгөөд бодит гүйцэтгэлийг шалгаж байна. 2018 оны 7-р сарын 26-ны өдрийн Nature сэтгүүлд нийтлэгдсэн "TenyearsleftToredesignlithium-Ionbatteries" гэсэн гарчигтай нийтлэлд лити-ион батерейны гүйцэтгэл, үнэ удаан хөгжиж байгааг онцолсон.

Иймээс үүссэн нягт нь дээрх асуудалд: электродын материалын болор бүтцэд хадгалагдах цэнэгийн хэмжээ нь онолын дээд хэмжээнд хүрэхэд хурдан байдаг; зах зээлийн өсөлт нь их хэмжээний үнийн бууралтыг үргэлжлүүлэн авчрахад хэцүү байдаг. Хамгийн муу нь кобальт, никель гэх мэт электродын материал маш ховор, үнэ нь өндөр. Хэрэв шинэ өөрчлөлт гарахгүй бол энэ нь 2030 ~ 2037 (эсвэл түүнээс өмнөх), кобальт, никель эрэлт хэрэгцээтэй байх төлөвтэй байна.

Хэт их ургац. Нөгөөтэйгүүр, төмөр, зэс, зэс зэрэг электродын шинэ материалууд судалгааны эхний шатандаа байна. Уг нийтлэлд материал судлаачид, инженерүүд болон санхүүжүүлэгч байгууллагуудыг төмөр, зэс болон нөөц зэрэг бусад материалд суурилсан электродын материалын судалгааг нэмэгдүүлэхийг уриалсан байна.

Тэгэхгүй бол цахилгаан тээврийн хэрэгслийн томоохон бүтээн байгуулалтыг хязгаарлана. Эдийн засгийн 掂 掂 影响 因 紧 因 因 因 因: 因::: 程: 程: 里 行 里 里 里 里 里 里 里 (猨里, 錨里,里, 里, 里 (里, 里,. Зайны үнийн хувьд 70-35 кВт.ц/жилтэй батарей байгаа ба 70 ~ 80 кВт.ц батарейны хүчин чадалтай ба 2030 оны өртөг нь 100 ~ 122 ам.доллар/кВт/цаг хүртэл буурах боломжтой, /EU ($1)/кВт /EU ($1) /кВт/ жил. Японы өртөг (92 доллар / кВт) маш ойрхон байна.

Цахилгаан машин болон түлшний галт тэрэгний үнийн зөрүү аажмаар буурах боловч аккумулятор, бензиний үнэ нь биеийн хэмжээнээс давж байна. Жишээлбэл, батерейны үнэ 400 доллар / кВт цагтай тэнцдэг, цахилгаан машинууд маш их өрсөлдөх чадвартай, түлшээр ажилладаг машинууд илүү хэмнэлттэй байх болно. Хэрэв цахилгаан машины батерейны үнэ бага, бензин нь өндөр үнэтэй, өдөр тутмын гүйлт өндөр байвал жижиг түлшээр ажилладаг машинаас илүү бага оврын цахилгаан машин эсвэл залгууртай хайбрид машиныг сонгоорой.

Жишээлбэл, аккумляторын үнэ 120 доллар/кВт.цаг, бензиний үнэ өнөөдрийнхөөс өндөр байгаа бол цэвэр цахилгаан машин нь урт хугацааны мильээс үл хамааран илүү хэмнэлттэй сонголт байх болно. Хэрэв зайны үнэ 260 доллар / кВт цаг, миль нь жилдээ 35,000 км-ээс дээш бол газрын тосны үнэ 1.5 доллар / литр хүрвэл илүү хэмнэлттэй сонголт юм.

Том оврын цахилгаан автобусны хувьд зайны үнэ 260 ам.доллар/кВт.цагаас бага бол 4-50,000 км/жил хурдтай цахилгаан автобус нь дизель түлшний татварын өндөр системтэй бүс нутагт өрсөлдөхүйц үнэтэй байдаг.