Masa depan ada di atas, bagaimana baterai lithium ion mengubah masa depan?

著者：Iflowpower – Dodavatel přenosných elektráren

Dalam beberapa dekade terakhir, kendaraan listrik akan mendapatkan pengembangan berskala besar. Menurut perkiraan IEA, pada tahun 2030, jaminan kendaraan listrik global akan meningkat dari 3,7 juta pada tahun 2017 menjadi 130 juta, dan volume penjualan tahunan akan mencapai 2.

1,5 juta. Dalam skenario ini, kapasitas baterai baru tahunan akan meningkat dari 68 GW W11 pada tahun 2017 menjadi 775 GW, yang 84% di antaranya akan digunakan pada mobil ringan.

Negara saya, Uni Eropa, India, Permintaan AS masing-masing sebesar 50%, 18%, 12%, dan 7%. Selama dua dekade terakhir, dengan skala produksi yang besar, teknologi baterai lithium-ion dari baterai kendaraan listrik utama telah meningkat pesat, harganya telah turun tajam, sehingga kinerja biaya kendaraan listrik dimulai dengan mobil bahan bakar. Faktor Penggerak Utama Sejak tahun 1990, baterai lithium-ion telah digunakan secara luas dalam elektronik konsumen, penyimpanan energi (rumah tangga, utilitas), dan industri motor listrik.

Dengan ukuran skala produksi, kinerjanya meningkat pesat, dan harganya pun menurun drastis. Masa depan. Bahan kimia.

Kinerja baterai dipengaruhi oleh bahan polarisasi. Bahan katodenya meliputi litium nikel mangan kobalt (NMC), litium nikel kobalt aluminium oksida (NCA), litium mangan oksida (LMO) dan litium besi fosfat (LFP); sebagian besar bahan anoda menggunakan grafit, mobil berat pada kendaraan berat yang beredar di kehidupan, litium titanat (LTO). Teknologi NMC dan NCA memiliki kepadatan energi yang lebih tinggi, mendominasi pasar baterai ringan; kepadatan energi LFP rendah, tetapi memiliki manfaat dari siklus hidup dan kinerja keselamatan yang lebih tinggi, merupakan keinginan untuk digunakan oleh kendaraan listrik berat (yaitu mobil penumpang) Bahan kimia.

Bahan kimia memiliki dampak besar pada biaya baterai, menggunakan bahan kimia yang berbeda, dan perbedaan harganya dapat mencapai 20%. Kapasitas dan ukuran baterai. Kapasitas baterai kendaraan listrik sangat berbeda, kapasitas baterai tiga kendaraan listrik kecil di negara saya adalah 18.

3 ~ 23 kWh; kapasitas baterai otomotif berukuran sedang di Eropa dan Amerika Utara adalah 23 ~ 60 kWh; kapasitas baterai mobil besar sebesar 75 ~ 100 kWh. Semakin besar kapasitas baterai, semakin rendah biayanya. Diperkirakan biaya energi unit baterai Cina 70 kW 25% lebih rendah dari 30 kW.

Skala permesinan. Skala pengolahan Zhang Da untuk mewujudkan skala ekonomi merupakan faktor penting lainnya. Saat ini, kisaran produksi tipikal adalah sekitar 0.

5 ~ 8 JW/tahun, sebagian besar outputnya sekitar 3 GW/tahun. Berdasarkan kapasitas tipikal 20~75 kWh, satu kendaraan listrik dihitung, dan output satu pabrik setara dengan pembuatan 6000-400.000 paket baterai per tahun. Saat ini, Jerman, Amerika Serikat, negara saya, India dan tempat-tempat lain baru membangun sejumlah pabrik produksi baterai yang lebih besar, termasuk Pabrik Super ketika tahun Tesla mencapai 35 GW.

Kecepatan pengisian. Teknologi saat ini dapat mengisi daya hingga 80% dalam 40~60 menit. Seruan ini telah menambah kompleksitas desain baterai, seperti mengurangi ketebalan elektroda, yang akan menambah biaya baterai; mengurangi kepadatan energi baterai, sehingga memperpendek umur baterai.

Pernyataan dekomposisi Departemen Energi AS mengubah desain baterai untuk menampung 400 kilowatt pengisian daya akan meningkatkan biaya baterai. Tren utama revolusi material akan didasarkan pada dekomposisi IEA, dan baterai lithium-ion akan tetap mendominasi dalam dua puluh tahun, tetapi bahan kimianya akan berubah secara bertahap. Sebelum tahun 2025, generasi baru baterai ion litium yang memiliki kobalt rendah, kepadatan energi tinggi, dan katoda litium nikel mangan kobalt (NMC) 811, dll.

akan memasuki produksi massal. Pada anoda grafit, sejumlah kecil silikon ditambahkan, dan kepadatan energi dapat ditingkatkan hingga 50%, sementara garam elektrolit yang dapat menahan tegangan lebih tinggi juga akan membantu meningkatkan kinerja. Selama periode 2025 hingga 2030, logam litium sebagai katoda, material komposit grafit/silikon sebagai anoda, baterai ion litium, dapat memasuki fase desain, dan bahkan dapat memperkenalkan elektrolit padat untuk lebih meningkatkan kepadatan energi dan keamanan baterai.

Selain itu, teknologi ion litium dapat digantikan oleh kepadatan energi lain dan biaya teoritis yang lebih rendah dengan litium udara, litium sulfur, dll. Akan tetapi, tingkat pengembangan teknologi ini masih sangat rendah, dan kinerja aktualnya masih diuji. Artikel yang diterbitkan pada Jurnal Nature tanggal 26 Juli 2018, sebuah artikel berjudul "TenyearsleftToredesignlithium-Ionbatteries" menunjukkan bahwa evolusi kinerja dan harga baterai lithium-ion berjalan lambat.

Ketatnya yang menyebabkan masalah di atas meliputi: dalam struktur kristal bahan elektroda, jumlah muatan yang dapat disimpan cepat mendekati maksimum teoritis; kenaikan di pasar sulit untuk terus membawa pengurangan harga yang besar. Lebih buruknya lagi, bahan elektroda, seperti kobalt dan nikel, sangat langka, dan harganya mahal. Jika tidak ada perubahan baru, diperkirakan pada tahun 2030 ~ 2037 (atau lebih awal), permintaan kobalt dan nikel.

Melebihi hasil. Di sisi lain, bahan elektroda alternatif baru, seperti besi, tembaga, masih dalam tahap penelitian awal. Artikel ini menyerukan para ilmuwan material, insinyur, dan lembaga pendanaan untuk meningkatkan penelitian terhadap material elektroda berbasis besi, tembaga, dan material lain seperti cadangan.

Jika tidak, pengembangan kendaraan listrik dalam skala besar akan dibatasi. Ekonomi 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,. Dalam hal harga baterai, ada baterai yang 70-35 kWh / tahun, kapasitas baterai 70 ~ 80 kWh / tahun, dan biaya kapasitas baterai 70 ~ 80 kWh, dan biaya tahun 2030 dapat dikurangi menjadi 100 ~ 122 dolar AS / kWh, dengan UE ($ 93 / kW), negara saya ($ 116 / kW) dan biaya biaya Jepang ($ 92 / kW) sangat dekat.

Kesenjangan antara biaya kendaraan listrik dan kereta api bahan bakar akan berkurang secara bertahap, tetapi harga baterai dan bensin melebihi ukuran bodi kendaraan. Misalnya, harga baterai sama dengan $ 400/kWh, mobil listrik sangat kompetitif, dan kendaraan berbahan bakar akan lebih ekonomis. Jika harga baterai mobil listrik murah, bensinnya mahal, dan jarak tempuh hariannya tinggi, pilihlah mobil listrik kecil atau mobil hybrid plug-in daripada mobil bahan bakar kecil yang lebih irit.

Misalnya, harga baterai $ 120/kWh, harga bensin lebih tinggi dari saat ini, maka mobil listrik murni akan menjadi pilihan yang lebih ekonomis tanpa mempertimbangkan jarak tempuh jangka panjang. Jika harga baterai sama dengan $ 260/kWh, jarak tempuh lebih dari 35.000 kilometer/tahun, harga minyak mencapai $ 1,5/liter, merupakan pilihan yang lebih ekonomis.

Untuk bus listrik besar, jika harga baterainya kurang dari 260 dolar AS/kWh, bus listrik dengan jarak tempuh 4 hingga 50.000 kilometer/tahun memiliki biaya yang kompetitif di kawasan dengan sistem pajak solar yang tinggi.