Az akkumulátor-visszanyerési technológia fő elemzése az elektromos járművek fejlesztésében

Szerző: Iflowpower – Hordozható erőmű szállítója

Ahogy a világ az elektromos járművek felé fordul az éghajlatváltozás csökkentése érdekében, kritikus fontosságú a kulcsfontosságú akkumulátoranyagok iránti jövőbeni kereslet számszerűsítése. Egy új jelentésben a CHENGJIANXU, a Bernhardsteubing és a holland Leideni Egyetem kutatócsoportja és az Egyesült Államok Agong National Laboratory kutatócsoportja kimutatta a lítium-, nikkel-, kobalt- és mangán-oxidok iránti keresletet 2020 és 2050 között. Több tényezőt is növelni fog.

Ezért a lítium, a kobalt és a nikkel iránti kereslet az ellátási láncban növekszik, és további erőforrások feltárására lehet szükség. Az elektromos flotta fejlettségéhez és az egyes autók akkumulátorkapacitásához képest azonban igen nagy a bizonytalanság. 2050 előtt a zárt hurkú újrahasznosítás másodlagos, de egyre fontosabb szerepet játszott a nyersanyagigény csökkentésében, és a kutatóknak fejlett újrahasznosítási stratégiákat kell tanulmányozniuk, és gazdaságosan kell újrahasznosítaniuk az akkumulátor-szintű anyagokat a kiselejtezett cellákból.

Ez a munka most a "Natural Communication Materials"-ban jelent meg. Az elektromos járművek fejlődése kisebb, mint az elektromos járművek (EV) éghajlatra gyakorolt ​​hatása, összehasonlítva a belső égésű motoros járművekkel. Ez az előny a kereslet jelentős növekedéséhez vezet, és a globális flotta több ezer ezerről hétre nő.

5 millió hajó 2019-ben. A globális átlagos autópiac azonban továbbra is korlátozott, és a jövőbeni növekedés várhatóan a múltban az abszolút növekedést fogja elérni. A lítium-ion akkumulátor (libs) az elektromos járművek fő technológiája, a tipikus autóipari lítium-ion akkumulátorok lítiumban, kobaltban és nikkelben találhatók, az anód pedig grafitot, más alkatrészek pedig alumíniumot és rezet tartalmaznak.

Az akkumulátortechnológia jelenleg új és továbbfejlesztett kémiai irányok felé halad. Ebben a munkában XU et al. Tanulmányozta a könnyű elektromos gépjárművek globális akkumulátorainak anyagszükségletét, a lítiumtól, nikkeltől, kobalttól a grafitig és szilíciumig, és összekapcsolta az anyagigényt a tartós termelési kapacitással és az ismert tartalékokkal, hogy megvitassák a továbbfejlesztett akkumulátorokat.

Kulcsfontosságú tényező. Ez a munka elősegíti az elektromos járművek átállását azáltal, hogy betekintést nyújt a jövőbeli akkumulátor-anyagokba és az akkumulátorok anyagszükségletét meghatározó kulcstényezőkbe. Globális elektromos járműállomány-fejlesztési előrejelzés 2050.

Tisztán elektromos autó, plug-in hibrid elektromos autó, STEP program, nemzetpolitikai forgatókönyv, fenntartható fejlődési forgatókönyv. Az Electric Automobile (EV) csapata az International Energy (IEA) két esete alapján 2030-ig növelte az elektromos autók flottájának növekedését. Ezek közé tartoznak a meglévő kormányzati politikákhoz és a fenntartható fejlődés (SD) forgatókönyveihez kapcsolódó, a „Párizsi Megállapodás” éghajlati céllal összhangban álló politikák, vagyis a 2030-as elektromos járművek, a globális eladások elérték a 30%-ot.

Ebben az elemzésben XU et al. Hosszabbítsa meg ezeket a forgatókönyveket 2050-ig. A STEP megoldás teljesítéséhez 2050-re évente körülbelül 6TWH akkumulátorkapacitásra van szükség.

Az anyagszükséglet az akkumulátor kémiai reagenseinek megválasztásától függ, és jelenleg három akkumulátoros kémiai reagenst mérlegelnek. A legvalószínűbb helyzet a jelenlegi lítium-nikkel-kobalt-alumínium (NCA) és lítium-nikkel-kobalt-mangán (NCM) akkumulátorok (a továbbiakban NCX, ahol x alumínium vagy mangán) lesz. 2030-ra ez az akkumulátorkémia fejlődéséhez vezet.

Lítium-ion akkumulátorként a pozitív elektródaanyag várhatóan egyre több alkalmazást fog kapni a jövőbeni elektromos járművekben. Bár hatással lesz az üzemanyag-fogyasztásra és az elektromos járművek végtelen futásteljesítményére, mint az energiára, az LFP-k előnye az alacsony gyártási költség, a jó hőstabilitás és a hosszú élettartam. Bár az LFP akkumulátort jelenleg haszongépjárművekben, például buszokban hasznosítják, széles körben alkalmazzák a könnyű elektromos járművekben, köztük a Teslákban is.

A STEP programban az akkumulátorpiaci részesedés és az elektromos autó akkumulátor év 2050 előtt. (A) NCX jelenet. (B) LFP jelenet.

(C) Li-S / légi jelenet. Az LFP lítium-vas-foszfát akkumulátor, az NCM lítium-nikkel-watengán akkumulátor, az NCM111, az NCM 523, az NCM622, az NCM811, az NCM 955 a nikkel, kobalt és mangán arányait jelentik. NCA lítium nikkel-kobalt alumínium akkumulátor, grafit (Si) grafit anód részleges szilíciumot, lítium-szulfid akkumulátort, lítium levegő akkumulátort, TWH109KWH.

Az akkumulátor anyagszükséglete és helyreállítása óta a tudósok felmérik az elektromos járművek (EV) akkumulátorai iránti keresletet, és rámutattak, hogy a lítium növekedését csak kis mértékben befolyásolják az akkumulátor-specifikus kémiai összetevők, illetve a nikkel- és kobaltspecifikus akkumulátor-kémiai összetevők, amelyek nagyobb hatással vannak az igényeikre. 2020 és 2050 között tovább nő a kereslet a lítium-ion akkumulátorok iránt. Ily módon azt jósolták, hogy a lítium iránti halmozott kereslet 2020-tól 2050-ig 7 között mozog.

3 millió tonna és 18,3 millió tonna, a kobalt felhalmozott kereslete 3,5 millió tonna volt az 1-hez.

88 millió tonna, a nikkel felhalmozott kereslete pedig 181 millió volt. Tonnás mennyiség 889 millió tonnára. Xu et al.

Azon anyagok mellett, amelyek idővel változnak a hulladékelemben, és megvitatja, hogyan lehet ezeket az anyagokat újrahasznosítani, segít csökkenteni az elsődleges anyagok előállítását. A meglévő elektromos autó akkumulátorok kereskedelmi újrahasznosítási módszere kétféle száraz és nedves módszerrel rendelkezik. A tűzes módszer magában foglalja a teljes akkumulátor vagy az előkezelt akkumulátorcsomag megolvasztását.

A nedves kohászat savbemerítésen, majd oldószeres extrakciós és kicsapási módszerrel kinyert akkumulátoranyagon alapul. Zárt hurkú cirkulációban a tűzes módszerrel történő kezelés után nedves kohászati ​​kezelés végezhető, és az ötvözet fémsóvá alakul. A közvetlen visszanyerési módszer célja a katódanyag visszanyerése, miközben megőrzi annak kémiai szerkezetét, hogy gazdasági és környezeti előnyöket érjen el, de ez a megközelítés még a fejlesztés korai szakaszában van.

Az NCX, LFP és Li-S / Air Battery Solutions esetében a lítium-, nikkel- és kobalt akkumulátorok 2020-tól 2050-ig terjednek. (A) Nyersanyag igény. (B) Elhasznált akkumulátoranyagok.

LÉPÉS forgatókönyv - Rendes politikai forgatókönyv, Fenntartható Fejlődési Szcenárió, Millió tonna fenntartható fejlődési forgatókönyv. Az Electric Automotive Outlook ily módon fejlesztett modelleket, Xu Chengjian, Bernhad Steve és munkatársai azért fejlesztették ki, hogy bemutassák, hogyan növekszik jelentősen a lítium-, nikkel- és kobalt akkumulátor kapacitása, mert még 2025 előtt az elektromos autók A kereslet növekedése a jelenlegi gyártási sebességet is meghaladhatja. Az akkumulátor-anyagok a meglévő gyártási kapacitás túllépése nélkül szállíthatók, de növelni kell más részlegek igényeinek megfelelően.

Az ellátási kockázatok áttekintése az új készletek felfedezésével változhat. Az akkumulátorkapacitás iránti igény olyan műszaki tényezőktől függ, mint a jármű kialakítása, tömege és üzemanyag-hatékonysága, valamint a flotta méretétől és a fogyasztótól az elektromos járművek méretétől és választékától. A közvetlen visszanyerés a leggazdaságosabb és legkörnyezetbarátabb zárt hurkú módszer, mert a katódanyagokat olvasztás és kilúgozás nélkül tudja visszanyerni.

Az elektromos autóra való átállás sikere azon múlik, hogy képes-e lépést tartani az ipar folyamatos anyagellátásával. A tudományos fenntarthatósági értékelés, beleértve a vegyi anyagok életciklus-értékelését is, iránymutatást ad az akkumulátor vegyszerek és nyersanyagok kiválasztásánál. A globális kereslet várható globális kereslete egyben platform az elektromos járművek és akkumulátoraik globális gazdasági környezetének és társadalmi hatásainak nyomon követésére is.