El futuro está arriba, ¿cómo cambian el futuro las baterías de iones de litio?

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En las últimas décadas, los vehículos eléctricos experimentarán un desarrollo a gran escala. Según las previsiones de la AIE, en 2030 la garantía mundial de vehículos eléctricos aumentará de 3,7 millones en 2017 a 130 millones, y el volumen de ventas anual alcanzará los 2.

1,5 millones. En este escenario, la capacidad anual de nuevas baterías aumentará de los 68 GW W11 en 2017 a 775 GW, de los que el 84% se utilizarán en coches ligeros.

La demanda de mi país, la UE, la India y los EE. UU. representó el 50%, el 18%, el 12% y el 7% respectivamente. En las últimas dos décadas, con el gran tamaño de la escala de producción, la tecnología de la batería de iones de litio de la batería principal del vehículo eléctrico ha mejorado enormemente, el precio ha caído drásticamente, de modo que el rendimiento de costos de los vehículos eléctricos comienza con el automóvil de combustible. Factores impulsores clave Desde 1990, la batería de iones de litio se ha utilizado ampliamente en electrónica de consumo, almacenamiento de energía (doméstico, servicios públicos) e industria de motores eléctricos.

Con el tamaño de la escala de producción, su rendimiento ha mejorado enormemente y el precio ha disminuido sustancialmente. Futuro. Materiales químicos.

El rendimiento de la batería se ve afectado por los materiales de polarización. El material del cátodo incluye litio, níquel, manganeso y cobalto (NMC), óxido de litio, níquel, cobalto y aluminio (NCA), óxido de litio y manganeso (LMO) y fosfato de hierro y litio (LFP); la mayor parte del material del ánodo utiliza grafito, automóviles pesados ​​​​en la vida circulante de vehículos pesados, titanato de litio (LTO). La tecnología NMC y NCA es que la densidad de energía es mayor, dominó el mercado de baterías ligeras; la densidad de energía de LFP es baja, pero se ha beneficiado de un mayor ciclo de vida y rendimiento de seguridad, es un deseo de uso en vehículos eléctricos pesados ​​(es decir, automóviles de pasajeros) Material químico.

Los materiales químicos tienen un gran impacto en los costos de las baterías; al utilizar diferentes materiales químicos, la diferencia de precios puede alcanzar el 20%. Capacidad y tamaño de la batería. La capacidad de las baterías de los vehículos eléctricos es muy diferente: en mi país, la capacidad de las baterías de tres vehículos eléctricos pequeños es de 18.

3 ~ 23 kWh; la capacidad de la batería de los automóviles de tamaño mediano de Europa y América del Norte es de 23 ~ 60 kWh; la capacidad de la batería de los automóviles grandes es de 75 ~ 100 kWh. Cuanto mayor sea la capacidad de la batería, menor será el coste. Se estima que el costo energético de una unidad de batería china de 70 kW es un 25 % menor que el de una de 30 kW.

Escala de mecanizado. La escala de procesamiento de Zhang Da para lograr economías de escala es otro factor importante. En la actualidad, el rango de producción típico es de aproximadamente 0.

5 ~ 8 JW/año, la mayor parte de la producción es de aproximadamente 3 GW/año. De acuerdo con la capacidad típica de 20 ~ 75 kWh, se calcula que la producción de un solo vehículo eléctrico es equivalente a mecanizar entre 6.000 y 400.000 paquetes de baterías al año. En la actualidad, Alemania, Estados Unidos, mi país, India y otros lugares están construyendo un nuevo lote de fábricas de producción de baterías más grandes, incluida Super Factory, cuando Tesla alcance los 35 GW en el año.

Velocidad de carga. La tecnología actual puede cargar el 80% en 40 ~ 60 minutos. Esta apelación ha añadido complejidad al diseño de la batería, como por ejemplo reducir el espesor del electrodo, lo que añadirá costes a la batería; reducirá la densidad energética de la batería, acortando así la vida de la batería.

Una declaración de descomposición del Departamento de Energía de EE. UU. cambió el diseño de la batería para acomodar 400 kilovatios de carga, lo que aumentará el costo de los costos de la batería. La tendencia principal de la revolución material se basará en la descomposición de la IEA, y la batería de iones de litio seguirá dominando dentro de veinte años, pero sus materiales químicos cambiarán gradualmente. Antes de 2025, se lanzará una nueva generación de baterías de iones de litio con bajo contenido de cobalto, alta densidad energética y cátodo de litio, níquel, manganeso y cobalto (NMC) 811, etc.

Entrará en producción en masa. En el ánodo de grafito, se agrega una pequeña cantidad de silicio y la densidad de energía se puede aumentar en un 50%, mientras que la sal electrolítica que puede soportar un voltaje más alto también ayudará a mejorar el rendimiento. Durante el período 2025 a 2030, el litio metálico es un material compuesto de cátodo, grafito/silicio para el ánodo, la batería de iones de litio puede entrar en la fase de diseño e incluso puede introducir electrolitos sólidos para mejorar aún más la densidad energética y la seguridad de la batería.

Además, la tecnología de iones de litio puede ser sustituida por otras densidades de energía y costos teóricos más bajos con aire de litio, azufre de litio, etc. Sin embargo, el nivel de desarrollo de estas tecnologías aún es muy bajo y su rendimiento real aún está en investigación. El artículo publicado en la revista Nature del 26 de julio de 2018, titulado "Diez años quedan para rediseñar las baterías de iones de litio", señaló que la evolución del rendimiento y el precio de las baterías de iones de litio se está volviendo lenta.

La tensión así causada por el problema mencionado anteriormente incluye: en la estructura cristalina del material del electrodo, la cantidad de carga que puede almacenarse se acerca rápidamente al máximo teórico; el aumento en el mercado hace difícil continuar generando una gran reducción de precios. Peor aún, el material del electrodo, como el cobalto y el níquel, es muy escaso y el precio es caro. Si no hay ningún cambio nuevo, se espera que sea entre 2030 y 2037 (o antes), donde la demanda de cobalto y níquel disminuirá.

Rendimiento superior. Por otra parte, nuevos materiales de electrodos alternativos, como el hierro y el cobre, todavía se encuentran en una fase temprana de investigación. El artículo insta a los científicos de materiales, ingenieros y agencias de financiación a aumentar la investigación sobre materiales de electrodos basados ​​en hierro, cobre y otros materiales como reservas.

De lo contrario, el desarrollo a gran escala de vehículos eléctricos se verá restringido. Económico 掂 掂 影响 因 紧 因 因 因 因 因: 因::: 程: 程: 里 行 里 里 里 里 里 (程 (里 行 里 (里, 里,里, 里 (里, 里,. En términos de precios de la batería, hay una batería que es de 70-35 kWh / año, la capacidad de la batería es de 70 ~ 80 kWh / año, y el costo de la capacidad de la batería es de 70 ~ 80 kWh, y el costo de 2030 se puede reducir a 100 ~ 122 dólares estadounidenses / kWh, con la UE ($ 93 / kW), mi país ($ 116 / kW) y el costo del costo de Japón ($ 92 / kW) está muy cerca.

La brecha entre el coste de los vehículos eléctricos y los trenes de combustible disminuirá gradualmente, pero el precio de la batería y la gasolina supera el tamaño de la carrocería. Por ejemplo, el precio de la batería es igual a 400 dólares/kWh, los coches eléctricos son muy competitivos y los vehículos de combustible serán más económicos. Si el precio de las baterías de los coches eléctricos es bajo, la gasolina tiene un precio alto y el kilometraje diario es alto, seleccione un coche eléctrico pequeño o un coche híbrido enchufable que sea más económico que los coches de combustible pequeños.

Por ejemplo, el precio de la batería es de 120 dólares/kWh y el precio de la gasolina es más alto que hoy, entonces un coche eléctrico puro será una opción más económica independientemente del kilometraje a largo plazo. Si el precio de la batería es igual a $ 260 / kWh, el kilometraje es más de 35.000 kilómetros / año, el precio del aceite alcanza los $ 1,5 / litro, es una opción más económica.

Para los autobuses eléctricos grandes, si el precio de la batería es inferior a 260 dólares estadounidenses/kWh, el autobús eléctrico de 4 a 50.000 kilómetros/año es competitivo en costos en la región con un sistema de impuestos altos al diésel.