Болашақ жоғарыда, литий-иондық батареялар болашақты қалай өзгертеді?

Forfatter: Iflowpower – Fournisseur de centrales électriques portables

Соңғы бірнеше онжылдықта электромобильдер ауқымды дамуға ие болады. IEA болжамы бойынша, 2030 жылға қарай жаһандық электромобиль кепілдігі 2017 жылғы 3,7 миллионнан 130 миллионға дейін көтеріледі, ал жылдық сатылым көлемі 2-ге жетеді.

1,5 млн. Бұл сценарийде аккумулятордың жылдық жаңа сыйымдылығы 2017 жылғы 68 ГВт W11-ден 775 ГВт-қа дейін көтеріледі, оның 84% жеңіл автомобильдерде пайдаланылады.

менің елім, ЕО, Үндістан, АҚШ сұранысы тиісінше 50%, 18%, 12% және 7% құрады. Соңғы екі онжылдықта өндіріс ауқымының үлкен өлшемімен негізгі электрлік көлік аккумуляторының литий-ионды аккумуляторлық технологиясы айтарлықтай жақсарды, бағасы күрт төмендеді, сондықтан электрлік көліктердің өзіндік құны отынмен жүретін автомобильден басталады. Негізгі жетек факторлары 1990 жылдан бастап литий-ионды батарея тұрмыстық электроникада, энергия сақтауда (тұрмыстық, коммуналдық қызметтер) және электр қозғалтқыш өнеркәсібінде кеңінен қолданылады.

Өндіріс ауқымының өлшемімен оның өнімділігі айтарлықтай жақсарды, бағасы айтарлықтай төмендеді. Болашақ. Химиялық материалдар.

Батарея өнімділігіне поляризациялық материалдар әсер етеді. Катод материалы тығыз литий никель марганец кобальт (NMC), литий никель кобальт алюминий оксиді (NCA), литий марганец оксиді (LMO) және литий темір фосфаты (LFP) қамтиды; анодтық материалдың көп бөлігі графитті, ауыр көліктегі ауыр автомобильдерді пайдаланады Айналым өмірі, литий титанаты (LTO). NMC және NCA технологиясы энергияның тығыздығы жоғары, жеңіл батареялар нарығында үстемдік етеді; LFP энергия тығыздығы төмен, бірақ ол жоғары циклдің қызмет ету мерзімі мен қауіпсіздік көрсеткіштерінің пайдасын көрді, бұл ауыр электр көліктері (яғни, жеңіл көліктер) Химиялық материалмен пайдаланғысы келеді.

Химиялық материалдар әртүрлі химиялық материалдарды пайдалана отырып, аккумуляторлық шығындарға үлкен әсер етеді және олардың баға айырмашылығы 20% жетуі мүмкін. Батарея сыйымдылығы мен өлшемі. Электр көлігінің аккумуляторының сыйымдылығы өте әртүрлі, менің елімдегі үш шағын электр көлігінің аккумулятор сыйымдылығы 18.

3 ~ 23 кВт/сағ; Еуропа мен Солтүстік Американың орташа өлшемді автомобиль аккумуляторының сыйымдылығы 23 ~ 60 кВт сағ; 75 ~ 100 кВт/сағ үлкен автомобильдердің аккумулятор сыйымдылығы. Батарея сыйымдылығы неғұрлым көп болса, соғұрлым құны төмен болады. 70 кВт қытай батареясының бірлігінің энергия құны 30 кВт-тан 25% төмен деп бағаланады.

Өңдеу масштабы. Чжан Да масштабты экономиканы жүзеге асыру үшін масштабты өңдеу тағы бір маңызды фактор болып табылады. Қазіргі уақытта типтік өндіріс ауқымы шамамен 0 құрайды.

5 ~ 8 Дж/жыл, шығарылатын өнімнің көп бөлігі шамамен 3 ГВт/жыл. 20 ~ 75 кВт/сағ типтік қуаттылыққа сәйкес бір электрлі көлік есептеледі және бір зауыттың өнімділігі жылына 6000-400 000 аккумулятор пакетін өңдеуге тең. Қазіргі уақытта Германия, Америка Құрама Штаттары, менің елім, Үндістан және басқа жерлерде жаңадан үлкен аккумулятор зауыттары, соның ішінде Tesla жылы 35 ГВт-қа жеткенде Super Factory сериясы салынуда.

Зарядтау жылдамдығы. Қазіргі технология 40 ~ 60 минутта 80% зарядтай алады. Бұл апелляция батарея дизайнының күрделілігін қосты, мысалы, электродтың қалыңдығын азайту, бұл батарея құнын арттырады; батареяның қуат тығыздығын азайтады, осылайша батареяның қызмет ету мерзімін қысқартады.

АҚШ Энергетика министрлігінің ыдырау туралы мәлімдемесі 400 киловатт зарядтауға арналған батарея дизайнын өзгертті, бұл батарея құнын арттырады. Материалдық революцияның негізгі үрдісі ХЭА-ның ыдырауына негізделеді, ал литий-иондық батарея жиырма жыл ішінде әлі де үстемдік етеді, бірақ оның химиялық материалдары бірте-бірте өзгереді. 2025 жылға дейін төмен кобальт, жоғары энергия тығыздығы және катодты литий никель марганец кобальт (NMC) 811 және т.б. бар литий-ионды батареялардың жаңа буыны және т.б.

жаппай өндіріске енеді. Графит анодында кремнийдің аз мөлшері қосылады және энергия тығыздығын 50% арттыруға болады, ал жоғары кернеуге төтеп бере алатын электролит тұзы да өнімділікті жақсартуға көмектеседі. 2025 жылдан 2030 жылға дейінгі кезеңде литий металы анодқа арналған катод, графит/кремний композициялық материал, литий-иондық аккумулятор дизайн кезеңіне енуі мүмкін және тіпті энергия тығыздығы мен батарея қауіпсіздігін одан әрі жақсарту үшін қатты электролиттерді енгізуі мүмкін.

Сонымен қатар, литий-иондық технология басқа энергия тығыздығымен және литий ауасымен, литий күкіртімен және т.б. төмен теориялық шығындармен ауыстырылуы мүмкін. Дегенмен, бұл технологиялардың даму деңгейі әлі де өте төмен, ал нақты өнімділігі әлі де зерттелуде. 2018 жылғы 26 шілдедегі Nature журналында жарияланған мақалада «TenyearsleftToredesignlithium-Ionbatteries» атты мақалада литий-ионды батареялардың өнімділігі мен бағасының эволюциясы баяу болатыны атап өтілді.

Тығыз, осылайша, жоғарыда мәселе мыналарды қамтиды: электрод материалының кристалдық құрылымында сақтауға болады заряд мөлшері теориялық максимум жақындауға тез; нарықтағы көтерілу үлкен бағаның төмендеуін жалғастыру қиын. Сорақысы, электрод материалы, мысалы, кобальт пен никель өте тапшы, бағасы да қымбат. Егер жаңа өзгеріс болмаса, 2030 ~ 2037 (немесе одан ертерек), кобальт пен никельге сұраныс болады деп күтілуде.

Артық кірістілік. Екінші жағынан, темір, мыс, мыс сияқты жаңа балама электродтық материалдар әлі де ерте зерттеу сатысында. Мақалада материал ғалымдары, инженерлер және қаржы агенттіктері темір, мыс және қорлар сияқты басқа да материалдар негізіндегі электродтық материалдар бойынша зерттеулерді ұлғайтуға шақырады.

Әйтпесе, электромобильдердің ауқымды дамуына шектеу қойылады. Экономикалық 掂 掂 影响 因 紧 因 因 因 因: 因::: 程: 程: 里 行 里 里 里 里 里 里 里 里 (猨里)里, 里, 里 (里, 里,. Батарея бағасы бойынша 70-35 кВт/сағ аккумулятор бар, аккумулятор сыйымдылығы 70 ~ 80 кВт/сағ, ал батарея сыйымдылығының құны 70 ~ 80 кВт/сағ, ал 2030 жылы құны 100 ~ 122 АҚШ доллары/кВт/сағ дейін төмендеуі мүмкін, ЕО ($1 кВт) мен елмен ($1 кВт), Жапонияның өзіндік құны ($92/кВт) өте жақын.

Электромобильдер мен жанармай пойыздарының құны арасындағы алшақтық бірте-бірте азаяды, бірақ аккумулятор мен бензиннің бағасы шанақтың шанағынан асып түседі. Мысалы, аккумулятордың бағасы 400 доллар/кВтсағ құрайды, электромобильдер өте бәсекеге қабілетті, ал жанармаймен жүретін көліктер үнемді болады. Электромобиль аккумуляторларының бағасы төмен болса, бензиннің бағасы жоғары болса және күнделікті жүгіріс жоғары болса, шағын отынмен жүретін машиналарға қарағанда шағын электромобильді немесе қосылатын гибридті автокөлікті таңдаңыз.

Мысалы, аккумулятордың бағасы $120/кВтсағ, бензин бағасы бүгінгіден жоғары болса, онда таза электромобиль ұзақ мерзімді жүгіріске қарамастан үнемді таңдау болады. Егер аккумулятор бағасы 260 доллар/кВт/сағ тең болса, жүгіріс жылына 35 000 километрден асады, мұнай бағасы 1,5 доллар/литрге жетеді, бұл неғұрлым үнемді таңдау болып табылады.

Үлкен электр автобустары үшін аккумулятордың бағасы 260 АҚШ доллары/кВтсағ төмен болса, дизельдік салық жүйесі жоғары аймақта жылына 4-тен 50 000 шақырымға дейінгі электр автобусы бәсекеге қабілетті.