Framtíðin er fyrir ofan, hvernig breyta litíumjónarafhlöður framtíðinni?

Awdur: Iflowpower - Proveedor de centrales eléctricas portátiles

Á undanförnum áratugum munu rafknúin farartæki fá stórfellda þróun. Samkvæmt spá IEA, árið 2030, mun rafbílaábyrgð á heimsvísu hækka úr 3,7 milljónum árið 2017 í 130 milljónir og árlegt sölumagn mun ná 2.

1,5 milljónir. Í þessari atburðarás mun árleg ný rafhlaða getu hækka úr 68 GW W11 árið 2017 í 775 GW, þar af 84% notuð í létta bíla.

land mitt, ESB, Indland, Bandaríkin Eftirspurn nam 50%, 18%, 12% og 7% í sömu röð. Undanfarna tvo áratugi, með stórri stærð framleiðsluskalans, hefur litíumjónarafhlöðutækni aðal rafgeymisins batnað verulega, verðið hefur lækkað verulega, þannig að kostnaður rafknúinna ökutækja byrjar með eldsneytisbílnum. Helstu drifþættir Síðan 1990 hefur litíumjónarafhlaðan verið mikið notuð í rafeindatækni, orkugeymslu (heimili, veitur) og rafbílaiðnað.

Með stærð framleiðslu mælikvarða, árangur hennar hefur batnað verulega, verðið er veruleg lækkun. Framtíð. Kemísk efni.

Afköst rafhlöðunnar verða fyrir áhrifum af skautunarefnum. Bakskautsefnið er þétt með litíum nikkel mangan kóbalt (NMC), litíum nikkel kóbalt áloxíð (NCA), litíum mangan oxíð (LMO) og litíum járn fosfat (LFP); mest af rafskautaefninu notar grafít, þungir bílar í þungum farartækjum. Líftími hringrásar, litíumtítanat (LTO). NMC og NCA tækni er sú að orkuþéttleiki er meiri, ríkjandi á ljós rafhlöðumarkaðnum; orkuþéttleiki LFP er lítill, en það hefur notið góðs af meiri líftíma og öryggisafköstum, það er löngun til að nota þunga rafknúin farartæki (þ.e. fólksbíla) Efnaefni.

Efnaefni hafa mikil áhrif á rafhlöðukostnað, með því að nota mismunandi efnafræðileg efni og verðbil þeirra getur náð 20%. Rafhlöðugeta og stærð. Rafgeymir rafhlöðu er mjög mismunandi, rafhlöðugeta þriggja lítilla rafbíla í mínu landi er 18.

3 ~ 23 kWh; Evrópu og Norður-Ameríku meðalstór rafhlaða rafhlaða getu er 23 ~ 60 kWh; rafhlöðugeta stórra bíla við 75 ~ 100 kWh. Því meiri sem rafgeymirinn er, því minni kostnaður. Áætlað er að 70 kW rafhlöðuorkukostnaður sé 25% lægri en 30 kW.

Vinnslukvarði. Zhang Da vinnslu mælikvarða til að átta sig á mælikvarða hagkerfi er annar mikilvægur þáttur. Sem stendur er dæmigert framleiðslusvið um það bil 0.

5 ~ 8 JW / ár, mest af framleiðslan er um 3 GW / ár. Samkvæmt dæmigerðri afkastagetu 20 ~ 75 kWh er staka rafknúið ökutæki reiknað og framleiðsla einnar verksmiðju jafngildir því að vinna 6000-400.000 rafhlöðupakka á ári. Eins og er, Þýskaland, Bandaríkin, landið mitt, Indland og aðrir staðir eru nýlega byggðar lotur af stærri rafhlöðuverksmiðjum, þar á meðal Super Factory þegar Tesla ár nær 35 GW.

Hleðsluhraði. Núverandi tækni getur hlaðið 80% á 40 ~ 60 mínútum. Þessi áfrýjun hefur bætt við margbreytileika rafhlöðuhönnunarinnar, svo sem að draga úr þykkt rafskautsins, sem mun bæta rafhlöðukostnaði; draga úr orkuþéttleika rafhlöðunnar og stytta þannig endingu rafhlöðunnar.

Niðurbrotsyfirlýsing frá bandaríska orkumálaráðuneytinu breytti rafhlöðuhönnuninni til að koma til móts við 400 kílóvött af hleðslu mun auka kostnað við rafhlöðukostnað. Meginstefna efnisbyltingarinnar mun byggjast á niðurbroti IEA og litíumjónarafhlaðan mun enn ráða innan tuttugu ára, en efnafræðileg efni hennar munu smám saman breytast. Fyrir 2025, ný kynslóð af litíumjónarafhlöðum sem hafa lágt kóbalt, mikla orkuþéttleika og bakskaut litíum nikkel mangan kóbalt (NMC) 811, o.fl.

mun fara í fjöldaframleiðslu. Í grafítskautinu er lítið magn af sílikoni bætt við og hægt er að auka orkuþéttleikann um 50%, en raflausnin sem þolir hærri spennu mun einnig hjálpa til við að bæta árangur. Á tímabilinu 2025 til 2030 er litíummálmur bakskaut, grafít / kísill samsett efni fyrir skautið, litíumjónarafhlöðuna, getur farið í hönnunarstigið og getur jafnvel kynnt solid raflausn til að bæta orkuþéttleika og rafhlöðuöryggi enn frekar.

Að auki getur litíumjónatækni verið skipt út fyrir aðra orkuþéttleika og lægri fræðilegan kostnað með litíumlofti, litíumbrennisteini osfrv. Hins vegar er þróunarstig þessarar tækni enn mjög lágt og raunverulegur árangur er enn rannsakaður. Greinin sem birt var í Nature Journal 26. júlí 2018, grein sem ber titilinn „TenyearsleftToredesignlithium-Ion Batteres“ benti á að þróun litíumjónarafhlöðunnar og verðs sé hæg.

Þéttingin sem veldur því ofangreindu vandamáli felur í sér: í kristalbyggingu rafskautsefnisins er magn hleðslu sem hægt er að geyma fljótt að nálgast fræðilegt hámark; hækkun á markaði er erfitt að halda áfram að koma með mikla verðlækkun. Það sem verra er, rafskautsefnið, eins og kóbalt og nikkel, er mjög af skornum skammti og verðið er dýrt. Ef það er engin ný breyting er gert ráð fyrir að það verði árið 2030 ~ 2037 (eða fyrr), eftirspurn eftir kóbalt og nikkel.

Yfir ávöxtun. Á hinn bóginn eru ný val rafskautsefni, eins og járn, kopar, kopar, enn á frumstigi rannsóknar. Í greininni er hvatt til þess að efnafræðingar, verkfræðingar og fjármögnunarstofnanir auki rannsóknir á rafskautaefnum sem byggja á járni, kopar og öðrum efnum eins og forða.

Að öðrum kosti verður umfangsmikilli þróun rafknúinna farartækja takmarkaður. Efnahagslegur 掂 掂 影响 因 紧 因 因 因 因 因: 因::: 程: 程: 里 行 里 里 里 里 里 里 ( 臌 , ( 茇 ,里, 里 (里, 里,. Hvað varðar rafhlöðuverð, þá er rafhlaða sem er 70-35 kWh / ár, rafhlaðan er 70 ~ 80 kWh / ár, og kostnaður við rafhlöðuna er 70 ~ 80 kWh, og kostnaðurinn fyrir 2030 er hægt að lækka í 100 ~ 122 Bandaríkjadali / kWh, með ESB ($ 93 / kW kostnaður af 1 $ / kW) og kostnaður við landið mitt, Japan ($ 92 / kW) er mjög nálægt.

Bilið á milli kostnaðar rafknúinna farartækja og eldsneytislesta mun smám saman minnka, en verð á rafhlöðu og bensíni fer yfir líkamsstærð yfirbyggingar. Til dæmis er verð á rafhlöðu jafnt og $ 400 / kWh, rafbílar eru mjög samkeppnishæfir og eldsneytisbílar verða hagkvæmari. Ef verð á rafbíla rafhlöðum er lágt, bensínið hefur hátt verð og daglegur kílómetrafjöldi er hár, veldu lítinn rafbíl eða tengitvinnbíl en litla eldsneytisbíla sparneytnari.

Til dæmis er rafhlöðuverðið $ 120 / kWh, verð á bensíni er hærra en í dag, þá verður hreinn rafbíll hagkvæmari kostur óháð langtíma mílufjöldi. Ef rafhlaðan verð er jöfn $ 260 / kWh, mílufjöldi er meira en 35.000 kílómetrar / ár, olíuverð nær $ 1,5 / lítra, er hagkvæmara val.

Fyrir stóra rafmagns rútur, ef rafhlaðan verð er minna en 260 Bandaríkjadalir / kWh, er rafmagnsrútan frá 4 til 50.000 kílómetra á ári kostnaðarsamkeppnishæf á svæðinu með háu díselskattkerfi.