O futuro está arriba, como cambian o futuro as baterías de iones de litio?

著者：Iflowpower – Portable Power Station ပေးသွင်းသူ

Nas últimas décadas, os vehículos eléctricos terán un desenvolvemento a gran escala. Segundo as previsións da AIE, para 2030, a garantía global de vehículos eléctricos pasará de 3,7 millóns en 2017 a 130 millóns e o volume de vendas anuais chegará a 2.

1,5 millóns. Neste escenario, a nova capacidade anual da batería pasará dos 68 GW W11 en 2017 aos 775 GW, dos cales o 84% se utilizará en coches lixeiros.

o meu país, a UE, a India e os EUA A demanda representou o 50%, 18%, 12% e 7% respectivamente. Durante as últimas dúas décadas, co gran tamaño da escala de produción, a tecnoloxía de batería de ión-litio da batería principal do vehículo eléctrico mellorou moito, o prezo baixou drasticamente, polo que o rendemento dos custos dos vehículos eléctricos comeza co coche de combustible. Factores clave Desde 1990, a batería de ión-litio foi amplamente utilizada na industria de produtos electrónicos de consumo, almacenamento de enerxía (fogar, servizos públicos) e industria de motores eléctricos.

Co tamaño da escala de produción, o seu rendemento mellorou moito, o prezo é un descenso substancial. Futuro. Materiais químicos.

O rendemento da batería vese afectado polos materiais de polarización. O material do cátodo inclúe litio níquel manganeso cobalto (NMC), litio níquel cobalto óxido de aluminio (NCA), óxido de litio manganeso (LMO) e litio fosfato de ferro (LFP); A maioría do material do ánodo usa grafito, coches pesados ​​no vehículo pesado Circulando vida, titanato de litio (LTO). A tecnoloxía NMC e NCA é que a densidade de enerxía é maior, dominou o mercado da batería lixeira; a densidade enerxética do LFP é baixa, pero beneficiouse dun maior ciclo de vida útil e un rendemento de seguridade, é un desexo de usar en vehículos eléctricos pesados ​​(é dicir, turismos) Material químico.

Os materiais químicos teñen un gran impacto nos custos das baterías, utilizando diferentes materiais químicos, e a súa diferenza de prezos pode chegar ao 20%. Capacidade e tamaño da batería. A capacidade da batería dos vehículos eléctricos é moi diferente, a capacidade da batería de tres pequenos vehículos eléctricos no meu país é de 18.

3 ~ 23 kWh; A capacidade da batería de automóbiles de tamaño medio de Europa e América do Norte é de 23 ~ 60 kWh; Capacidade da batería de coches grandes en 75 ~ 100 kWh. Canto maior sexa a capacidade da batería, menor será o custo. Estímase que un custo enerxético da unidade de batería chine de 70 kW é un 25% inferior aos 30 kW.

Escala de mecanizado. Zhang Da escala de procesamento para realizar a economía de escala é outro factor importante. Na actualidade, o rango de produción típico é de aproximadamente 0.

5 ~ 8 JW / ano, a maior parte da produción é duns 3 GW / ano. Segundo a capacidade típica de 20 ~ 75 kWh, calcúlase un único vehículo eléctrico e a produción dunha única planta é equivalente a mecanizar 6000-400.000 paquetes de baterías ao ano. Actualmente, Alemaña, Estados Unidos, o meu país, a India e outros lugares son recentemente construídos un lote de produción de fábricas de baterías máis grandes, incluíndo Super Factory cando Tesla ano chega a 35 GW.

Velocidade de carga. A tecnoloxía actual pode cargar o 80% en 40 ~ 60 minutos. Este atractivo engadiu a complexidade do deseño da batería, como a redución do grosor do electrodo, o que engadirá os custos da batería; reducir a densidade de enerxía da batería, reducindo así a vida útil da batería.

Unha declaración de descomposición do Departamento de Enerxía dos Estados Unidos cambiou o deseño da batería para acomodar 400 quilovatios de carga aumentará o custo dos custos da batería. A principal tendencia da revolución material basearase na descomposición da IEA, e a batería de ión-litio aínda dominará dentro de vinte anos, pero os seus materiais químicos cambiarán gradualmente. Antes de 2025, unha nova xeración de baterías de iones de litio que teñen baixo cobalto, alta densidade de enerxía e cátodo litio níquel manganeso cobalto (NMC) 811, etc.

entrará na produción en masa. No ánodo de grafito, engádese unha pequena cantidade de silicio e a densidade de enerxía pódese aumentar nun 50%, mentres que o sal de electrólito que pode soportar unha tensión máis alta tamén axudará a mellorar o rendemento. Durante o período de 2025 a 2030, o metal de litio é un cátodo, material composto de grafito/silicio para o ánodo, a batería de ións de litio, pode entrar na fase de deseño e incluso pode introducir electrólitos sólidos para mellorar aínda máis a densidade de enerxía e a seguridade da batería.

Ademais, a tecnoloxía de ións de litio pode substituírse por outras densidades de enerxía e reducir os custos teóricos con aire de litio, xofre de litio, etc. Non obstante, o nivel de desenvolvemento destas tecnoloxías aínda é moi baixo e aínda se está a probar o rendemento real. O artigo publicado no Nature Journal do 26 de xullo de 2018, un artigo titulado "TenyearsleftToredesignlithium-Ionbatteries" sinalaba que a evolución do rendemento e do prezo da batería de ión-litio é lenta.

O axustado que provocou o problema anterior inclúe: na estrutura cristalina do material do electrodo, a cantidade de carga que se pode almacenar é rápida para achegarse ao máximo teórico; o aumento do mercado é difícil de seguir traendo unha gran redución de prezos. Peor aínda, o material do electrodo, como o cobalto e o níquel, é moi escaso e o prezo é caro. Se non hai ningún cambio novo, espérase que sexa en 2030 ~ 2037 (ou antes), a demanda de cobalto e níquel.

Rendemento superior. Por outra banda, os novos materiais alternativos de electrodos, como o ferro, o cobre, o cobre, aínda están nunha fase inicial de investigación. O artigo pide que os científicos de materiais, enxeñeiros e axencias de financiamento aumenten a investigación sobre materiais de electrodos baseados en ferro, cobre e outros materiais como as reservas.

En caso contrario, restrinxirase o desenvolvemento a gran escala dos vehículos eléctricos. Económico里, 里 (里, 里,. En termos de prezos da batería, hai unha batería que é de 70-35 kWh / ano, a capacidade da batería é de 70 ~ 80 kWh / ano e o custo da capacidade da batería é de 70 ~ 80 kWh, e o custo de 2030 pódese reducir a 100 ~ 122 dólares estadounidenses / kWh, coa UE (93 $ / kW / 16 kW) custa o Xapón. ($ 92 / kW) está moi preto.

A diferenza entre o custo dos vehículos eléctricos e os trens de combustible irá diminuíndo gradualmente, pero o prezo da batería e da gasolina supera o tamaño da carrocería. Por exemplo, o prezo da batería é igual a 400 dólares / kWh, os coches eléctricos son moi competitivos e os vehículos de combustible serán máis económicos. Se o prezo das baterías dos coches eléctricos é baixo, a gasolina ten un prezo elevado e a quilometraxe diaria é alta, seleccione un coche eléctrico pequeno ou un coche híbrido enchufable que os coches de combustible pequenos máis económicos.

Por exemplo, o prezo da batería é de $ 120 / kWh, o prezo da gasolina é máis alto que hoxe, entón o coche eléctrico puro será unha opción máis económica independentemente da quilometraxe a longo prazo. Se o prezo da batería é igual a $ 260 / kWh, a quilometraxe é superior a 35.000 quilómetros / ano, o prezo do petróleo chega a $ 1,5 / litro, é unha opción máis económica.

Para autobuses eléctricos grandes, se o prezo da batería é inferior a 260 dólares estadounidenses / kWh, o autobús eléctrico de 4 a 50.000 quilómetros / ano ten un custo competitivo na rexión cun sistema de impostos elevados ao diésel.