Budoucnost je nahoře, jak změní lithium-iontové baterie budoucnost?

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - პორტატული ელექტროსადგურის მიმწოდებელი

V posledních několika desetiletích projdou elektromobily rozsáhlým rozvojem. Podle prognózy IEA vzroste do roku 2030 celosvětová záruka na elektromobily z 3,7 milionu v roce 2017 na 130 milionů a roční objem prodeje dosáhne 2.

1,5 milionu. V tomto scénáři se roční kapacita nové baterie zvýší z 68 GW W11 v roce 2017 na 775 GW, z čehož 84 % bude použito v lehkých vozech.

moje země, EU, Indie, USA poptávka představovala 50 %, 18 %, 12 % a 7 %. Během posledních dvou desetiletí, s velkou velikostí výrobního rozsahu, se technologie lithium-iontových baterií hlavní baterie elektrických vozidel výrazně zlepšila, cena prudce klesla, takže nákladová výkonnost elektrických vozidel začíná u auta na palivo. Klíčové hnací faktory Od roku 1990 se lithium-iontová baterie široce používá ve spotřební elektronice, skladování energie (domácnosti, veřejné služby) a v průmyslu elektromotorů.

S velikostí výrobního měřítka se jeho výkon výrazně zlepšil, cena výrazně klesá. Budoucnost. Chemické materiály.

Výkon baterie je ovlivněn polarizačními materiály. Katodový materiál těsně zahrnuje lithium nikl mangan kobalt (NMC), lithium nikl kobalt a hliník oxid (NCA), lithium mangan oxid (LMO) a lithium-železo fosfát (LFP); většina materiálu anody používá grafit, těžká auta v těžkých vozidlech Circulating life, lithium titanate (LTO). NMC a NCA technologie je, že hustota energie je vyšší, dominuje na trhu lehkých baterií; energetická hustota LFP je nízká, ale těží z vyšší životnosti cyklu a bezpečnosti, je to přání používat u těžkých elektrických vozidel (tj. osobních automobilů) Chemický materiál.

Chemické materiály mají velký vliv na náklady na baterie, používají různé chemické materiály a jejich cenový rozdíl může dosáhnout 20 %. Kapacita a velikost baterie. Kapacita baterie elektrických vozidel je velmi odlišná, kapacita baterie tří malých elektrických vozidel v mé zemi je 18.

3 ~ 23 kWh; Kapacita středně velkých automobilových baterií v Evropě a Severní Americe je 23 ~ 60 kWh; kapacita baterie velkých automobilů 75 ~ 100 kWh. Čím větší kapacita baterie, tím nižší cena. Odhaduje se, že náklady na energii 70 kW jednotky čínské baterie jsou o 25 % nižší než 30 kW.

Obráběcí měřítko. Dalším důležitým faktorem je měřítko zpracování Zhang Da pro realizaci hospodárnosti měřítka. V současné době je typický výrobní rozsah asi 0.

5 ~ 8 JW / rok, většina výkonu je asi 3 GW / rok. Podle typické kapacity 20 ~ 75 kWh se vypočítá jedno elektrické vozidlo a výkon jednoho závodu odpovídá obrábění 6000-400 000 bateriových sad za rok. V současné době jsou v Německu, Spojených státech, mé zemi, Indii a na dalších místech nově postavena šarže výroby větších továren na baterie, včetně Super Factory, když Tesla rok dosáhne 35 GW.

Rychlost nabíjení. Současná technologie dokáže nabít 80 % za 40 ~ 60 minut. Tato přitažlivost přidala složitost konstrukce baterie, jako je snížení tloušťky elektrody, což zvýší náklady na baterii; snížit hustotu energie baterie, a tím zkrátit životnost baterie.

Prohlášení o rozkladu amerického ministerstva energetiky změnilo konstrukci baterie tak, aby bylo možné nabíjet 400 kilowattů, což zvýší náklady na baterie. Hlavní trend materiálové revoluce bude založen na rozkladu IEA a lithium-iontová baterie bude do dvaceti let stále dominovat, ale její chemické materiály se budou postupně měnit. Před rokem 2025 nová generace lithium-iontových baterií, které mají nízký kobalt, vysokou hustotu energie a katodu lithium nikl mangan kobalt (NMC) 811 atd.

vstoupí do sériové výroby. V grafitové anodě je přidáno malé množství křemíku a hustota energie může být zvýšena o 50 %, zatímco sůl elektrolytu, která vydrží vyšší napětí, také pomůže zlepšit výkon. Během období 2025 až 2030 je lithiový kov katodou, kompozitní materiál grafit / křemík pro anodu, lithium-iontová baterie, může vstoupit do fáze návrhu a může dokonce zavádět pevné elektrolyty pro další zlepšení hustoty energie a bezpečnosti baterie.

Kromě toho může být lithium-iontová technologie nahrazena jinými energetickými hustotami a nižšími teoretickými náklady lithiovým vzduchem, lithium sírou atd. Úroveň vývoje těchto technologií je však stále velmi nízká a skutečný výkon je stále zkoumán. Článek publikovaný v Nature Journal z 26. července 2018, článek s názvem „TenyearsleftToredesignlithium-Ionbatteries“ poukázal na to, že vývoj výkonu a ceny lithium-iontových baterií je pomalý.

Těsnost, která tak způsobila výše uvedený problém, zahrnuje: v krystalové struktuře materiálu elektrody se množství náboje, které lze uložit, rychle blíží teoretickému maximu; vzestup na trhu je obtížné nadále přinášet velké snížení cen. Horší je, že elektrodový materiál, jako je kobalt a nikl, je velmi vzácný a cena je drahá. Pokud nedojde k žádné nové změně, očekává se, že to bude v letech 2030 ~ 2037 (nebo dříve) poptávka po kobaltu a niklu.

Překročení výnosu. Na druhou stranu, nové alternativní materiály elektrod, jako je železo, měď, měď, jsou stále v rané fázi výzkumu. Článek vyzývá materiálové vědce, inženýry a finanční agentury, aby zvýšili výzkum elektrodových materiálů na bázi železa, mědi a dalších materiálů, jako jsou zásoby.

V opačném případě bude rozsáhlý vývoj elektrických vozidel omezen. Ekonomické 掂 掂 影响 因 紧 因 因 因 因 因: 因::: 程: 程: 里 行 里 里 里 里 里 里 里, 里 里 (稌 里,茌里, 里 (里, 里,. Pokud jde o ceny baterií, existuje baterie, která je 70-35 kWh / rok, kapacita baterie je 70 ~ 80 kWh / rok a náklady na kapacitu baterie jsou 70 ~ 80 kWh a náklady na rok 2030 mohou být sníženy na 100 ~ 122 USD / kWh, v EU (náklady 93 $ / 1 kW v mé zemi a 1 kW) v mé zemi (92 $ / kW) je velmi blízko.

Rozdíl mezi cenou elektrických vozidel a palivových vlaků se bude postupně snižovat, ale cena baterie a benzínu převyšuje velikost těla. Například cena baterie se rovná 400 $ / kWh, elektromobily jsou velmi konkurenceschopné a vozidla na pohonné hmoty budou hospodárnější. Pokud je cena baterií pro elektromobily nízká, benzin má vysokou cenu a denní kilometrový výkon je vysoký, vyberte si malý elektromobil nebo plug-in hybridní vůz než malá auta na palivo, které jsou ekonomičtější.

Například cena baterie je 120 $ / kWh, cena benzínu je vyšší než dnes, čistý elektromobil pak bude ekonomičtější volbou bez ohledu na dlouhodobý kilometrový výkon. Pokud je cena baterie rovna 260 $ / kWh, najeto více než 35 000 kilometrů / rok, cena oleje dosahuje 1,5 $ / litr, je to ekonomičtější volba.

U velkých elektrobusů, pokud je cena baterie nižší než 260 USD/kWh, je elektrobus od 4 do 50 000 kilometrů/rok nákladově konkurenceschopný v regionu s vysokým daňovým systémem na naftu.