ഭാവി മുകളിലാണ്, ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററികൾ ഭാവിയെ എങ്ങനെ മാറ്റും?

著者：Iflowpower – Portable Power Station ပေးသွင်းသူ

കഴിഞ്ഞ ഏതാനും ദശകങ്ങളിൽ ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങൾക്ക് വലിയ തോതിലുള്ള വികസനം ലഭിക്കും. IEA പ്രവചനമനുസരിച്ച്, 2030 ആകുമ്പോഴേക്കും ആഗോള വൈദ്യുത വാഹന ഗ്യാരണ്ടി 2017 ലെ 3.7 ദശലക്ഷത്തിൽ നിന്ന് 130 ദശലക്ഷമായി ഉയരും, കൂടാതെ വാർഷിക വിൽപ്പന അളവ് 2 ൽ എത്തും.

1.5 ദശലക്ഷം. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, വാർഷിക പുതിയ ബാറ്ററി ശേഷി 2017 ലെ 68 GW W11 ൽ നിന്ന് 775 GW ആയി ഉയരും, അതിൽ 84% ലൈറ്റ് കാറുകളിലാണ് ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നത്.

എന്റെ രാജ്യം, EU, ഇന്ത്യ, US എന്നിവയുടെ ഡിമാൻഡ് യഥാക്രമം 50%, 18%, 12%, 7% എന്നിങ്ങനെയായിരുന്നു. കഴിഞ്ഞ രണ്ട് പതിറ്റാണ്ടുകളായി, ഉൽപ്പാദന സ്കെയിലിന്റെ വലിയ വലിപ്പത്തോടെ, പ്രധാന ഇലക്ട്രിക് വാഹന ബാറ്ററിയുടെ ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററി സാങ്കേതികവിദ്യ വളരെയധികം മെച്ചപ്പെട്ടു, വില കുത്തനെ കുറഞ്ഞു, അതിനാൽ ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങളുടെ ചെലവ് പ്രകടനം ഇന്ധന കാറിൽ നിന്ന് ആരംഭിക്കുന്നു. പ്രധാന ചാലക ഘടകങ്ങൾ 1990 മുതൽ, ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററി ഉപഭോക്തൃ ഇലക്ട്രോണിക്സ്, ഊർജ്ജ സംഭരണം (ഗാർഹിക, യൂട്ടിലിറ്റികൾ), ഇലക്ട്രിക് മോട്ടോർ വ്യവസായം എന്നിവയിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു.

ഉൽപ്പാദന സ്കെയിലിന്റെ വലിപ്പം കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച്, അതിന്റെ പ്രകടനം വളരെയധികം മെച്ചപ്പെട്ടു, വിലയിൽ ഗണ്യമായ കുറവുണ്ടായി. ഭാവി. രാസ വസ്തുക്കൾ.

ബാറ്ററി പ്രകടനത്തെ ധ്രുവീകരണ വസ്തുക്കൾ ബാധിക്കുന്നു. കാഥോഡ് മെറ്റീരിയലിൽ ലിഥിയം നിക്കൽ മാംഗനീസ് കൊബാൾട്ട് (NMC), ലിഥിയം നിക്കൽ കൊബാൾട്ട് അലുമിനിയം ഓക്സൈഡ് (NCA), ലിഥിയം മാംഗനീസ് ഓക്സൈഡ് (LMO), ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ് (LFP) എന്നിവ കർശനമായി ഉൾപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്; ആനോഡ് മെറ്റീരിയലിന്റെ ഭൂരിഭാഗവും ഗ്രാഫൈറ്റ് ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഹെവി വെഹിക്കിൾ സർക്കുലേറ്റിംഗ് ലൈഫിലെ ഹെവി കാറുകൾ, ലിഥിയം ടൈറ്റാനേറ്റ് (LTO) ഉപയോഗിക്കുന്നു. ലൈറ്റ് ബാറ്ററി വിപണിയെ ആധിപത്യം പുലർത്തുന്ന ഉയർന്ന ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയാണ് NMC, NCA സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ സവിശേഷത; LFP യുടെ ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത കുറവാണ്, പക്ഷേ ഉയർന്ന സൈക്കിൾ ലൈഫും സുരക്ഷാ പ്രകടനവും ഇതിന് ഗുണം ചെയ്തു, ഹെവി ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങൾ (അതായത് പാസഞ്ചർ കാറുകൾ) കെമിക്കൽ മെറ്റീരിയൽ ഉപയോഗിക്കാനുള്ള ആഗ്രഹമാണ് ഇത്.

വ്യത്യസ്ത രാസവസ്തുക്കൾ ഉപയോഗിക്കുന്നതിനാൽ, ബാറ്ററി ചെലവിൽ കെമിക്കൽ വസ്തുക്കൾ വലിയ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു, അവയുടെ വില വ്യത്യാസം 20% വരെ എത്താം. ബാറ്ററി ശേഷിയും വലുപ്പവും. ഇലക്ട്രിക് വാഹന ബാറ്ററി ശേഷി വളരെ വ്യത്യസ്തമാണ്, എന്റെ രാജ്യത്തെ മൂന്ന് ചെറിയ ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങളുടെ ബാറ്ററി ശേഷി 18 ആണ്.

3 ~ 23 kWh; യൂറോപ്പിലെയും വടക്കേ അമേരിക്കയിലെയും ഇടത്തരം ഓട്ടോമോട്ടീവ് ബാറ്ററി ശേഷി 23 ~ 60 kWh ആണ്; വലിയ കാറുകളുടെ ബാറ്ററി ശേഷി 75 ~ 100 kWh ആണ്. ബാറ്ററി ശേഷി കൂടുന്തോറും ചെലവ് കുറയും. 70 kW ചൈൻ ബാറ്ററി യൂണിറ്റിന്റെ ഊർജ്ജ ചെലവ് 30 kW നേക്കാൾ 25% കുറവാണെന്ന് കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു.

മെഷീനിംഗ് സ്കെയിൽ. സ്കെയിൽ സമ്പദ്‌വ്യവസ്ഥ സാക്ഷാത്കരിക്കുന്നതിനുള്ള ഷാങ് ഡാ പ്രോസസ്സിംഗ് സ്കെയിൽ മറ്റൊരു പ്രധാന ഘടകമാണ്. നിലവിൽ, സാധാരണ ഉൽ‌പാദന ശ്രേണി ഏകദേശം 0 ആണ്.

5 ~ 8 JW / വർഷം, മിക്ക ഔട്ട്‌പുട്ടും ഏകദേശം 3 GW / വർഷം ആണ്. 20 ~ 75 kWh എന്ന സാധാരണ ശേഷി അനുസരിച്ച്, ഒരൊറ്റ ഇലക്ട്രിക് വാഹനം കണക്കാക്കുന്നു, കൂടാതെ ഒരു പ്ലാന്റിന്റെ ഔട്ട്പുട്ട് പ്രതിവർഷം 6000-400,000 ബാറ്ററി പായ്ക്കുകൾ മെഷീൻ ചെയ്യുന്നതിന് തുല്യമാണ്. നിലവിൽ, ജർമ്മനി, അമേരിക്ക, എന്റെ രാജ്യം, ഇന്ത്യ, തുടങ്ങിയ സ്ഥലങ്ങളിൽ പുതുതായി നിർമ്മിച്ച വലിയ ബാറ്ററി ഫാക്ടറികളുടെ ഒരു ബാച്ച് ഉണ്ട്, അതിൽ ടെസ്‌ല വർഷം 35 GW എത്തുമ്പോൾ സൂപ്പർ ഫാക്ടറി ഉൾപ്പെടുന്നു.

ചാർജിംഗ് വേഗത. നിലവിലുള്ള സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ച് 40 മുതൽ 60 മിനിറ്റിനുള്ളിൽ 80% ചാർജ് ചെയ്യാൻ കഴിയും. ഈ ആകർഷണം ബാറ്ററി രൂപകൽപ്പനയുടെ സങ്കീർണ്ണത വർദ്ധിപ്പിച്ചു, ഇലക്ട്രോഡിന്റെ കനം കുറയ്ക്കുന്നത് ബാറ്ററി ചെലവ് വർദ്ധിപ്പിക്കും; ബാറ്ററിയുടെ ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത കുറയ്ക്കുകയും അതുവഴി ബാറ്ററിയുടെ ആയുസ്സ് കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

400 കിലോവാട്ട് ചാർജിംഗ് ഉൾക്കൊള്ളാൻ ബാറ്ററി രൂപകൽപ്പനയിൽ മാറ്റം വരുത്തിയത് ബാറ്ററിയുടെ വില വർദ്ധിപ്പിക്കുമെന്ന് യുഎസ് ഊർജ്ജ വകുപ്പിന്റെ ഡീകോമ്പോസിഷൻ പ്രസ്താവനയിൽ പറയുന്നു. മെറ്റീരിയൽ വിപ്ലവത്തിന്റെ പ്രധാന പ്രവണത IEA യുടെ വിഘടനത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതായിരിക്കും, ഇരുപത് വർഷത്തിനുള്ളിൽ ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററി ഇപ്പോഴും ആധിപത്യം സ്ഥാപിക്കും, പക്ഷേ അതിന്റെ രാസ വസ്തുക്കൾ ക്രമേണ മാറും. 2025 ന് മുമ്പ്, കുറഞ്ഞ കൊബാൾട്ട്, ഉയർന്ന ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത, കാഥോഡ് ലിഥിയം നിക്കൽ മാംഗനീസ് കൊബാൾട്ട് (NMC) 811 മുതലായവ ഉള്ള ഒരു പുതിയ തലമുറ ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററികൾ.

വൻതോതിലുള്ള ഉൽപ്പാദനത്തിലേക്ക് പ്രവേശിക്കും. ഗ്രാഫൈറ്റ് ആനോഡിൽ ചെറിയ അളവിൽ സിലിക്കൺ ചേർക്കുന്നതിനാൽ ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത 50% വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയും, അതേസമയം ഉയർന്ന വോൾട്ടേജിനെ നേരിടാൻ കഴിയുന്ന ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ഉപ്പും പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്താൻ സഹായിക്കും. 2025 മുതൽ 2030 വരെയുള്ള കാലയളവിൽ, ആനോഡിനുള്ള ഒരു കാഥോഡ്, ഗ്രാഫൈറ്റ് / സിലിക്കൺ സംയുക്ത വസ്തുവായ ലിഥിയം ലോഹം, ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററി, ഡിസൈൻ ഘട്ടത്തിൽ പ്രവേശിച്ചേക്കാം, കൂടാതെ ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയും ബാറ്ററി സുരക്ഷയും കൂടുതൽ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് ഖര ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ പോലും അവതരിപ്പിക്കാൻ കഴിയും.

കൂടാതെ, ലിഥിയം അയോൺ സാങ്കേതികവിദ്യയെ മറ്റ് ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതകൾ ഉപയോഗിച്ച് മാറ്റിസ്ഥാപിക്കാനും ലിഥിയം വായു, ലിഥിയം സൾഫർ മുതലായവ ഉപയോഗിച്ച് സൈദ്ധാന്തിക ചെലവ് കുറയ്ക്കാനും കഴിയും. എന്നിരുന്നാലും, ഈ സാങ്കേതികവിദ്യകളുടെ വികസന നിലവാരം ഇപ്പോഴും വളരെ കുറവാണ്, യഥാർത്ഥ പ്രകടനം ഇപ്പോഴും പരിശോധിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്. 2018 ജൂലൈ 26-ന് നേച്ചർ ജേണലിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച "TenyearsleftToredesignlithium-Ionbatteries" എന്ന ലേഖനത്തിൽ ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററി പ്രകടനത്തിന്റെയും വിലയുടെയും പരിണാമം മന്ദഗതിയിലാണെന്ന് ചൂണ്ടിക്കാട്ടി.

മുകളിൽ പറഞ്ഞ പ്രശ്നത്തിന് കാരണമായ ഇറുകിയതിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു: ഇലക്ട്രോഡ് മെറ്റീരിയലിന്റെ ക്രിസ്റ്റൽ ഘടനയിൽ, സംഭരിക്കാൻ കഴിയുന്ന ചാർജിന്റെ അളവ് സൈദ്ധാന്തികമായി പരമാവധിയിലേക്ക് വേഗത്തിൽ അടുക്കുന്നു; വിപണിയിലെ ഉയർച്ച വലിയ വിലക്കുറവ് കൊണ്ടുവരുന്നത് തുടരാൻ പ്രയാസമാണ്. ഏറ്റവും മോശം, കൊബാൾട്ട്, നിക്കൽ തുടങ്ങിയ ഇലക്ട്രോഡ് വസ്തുക്കൾ വളരെ വിരളമാണ്, വിലയും കൂടുതലാണ്. പുതിയ മാറ്റമൊന്നും സംഭവിച്ചില്ലെങ്കിൽ, 2030 ~ 2037 (അല്ലെങ്കിൽ അതിനുമുമ്പ്) കാലയളവിൽ കൊബാൾട്ടിനും നിക്കലിനും ഡിമാൻഡ് വർദ്ധിക്കുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.

വിളവ് കവിയുന്നു. മറുവശത്ത്, ഇരുമ്പ്, ചെമ്പ്, ചെമ്പ് തുടങ്ങിയ പുതിയ ബദൽ ഇലക്ട്രോഡ് വസ്തുക്കൾ ഇപ്പോഴും ഗവേഷണത്തിന്റെ പ്രാരംഭ ഘട്ടത്തിലാണ്. ഇരുമ്പ്, ചെമ്പ്, മറ്റ് കരുതൽ ശേഖരങ്ങൾ എന്നിവയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഇലക്ട്രോഡ് വസ്തുക്കളെക്കുറിച്ചുള്ള ഗവേഷണം വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ മെറ്റീരിയൽ ശാസ്ത്രജ്ഞർ, എഞ്ചിനീയർമാർ, ഫണ്ടിംഗ് ഏജൻസികൾ എന്നിവരോട് ലേഖനം ആവശ്യപ്പെടുന്നു.

അല്ലെങ്കിൽ, വൈദ്യുത വാഹനങ്ങളുടെ വലിയ തോതിലുള്ള വികസനം നിയന്ത്രിക്കപ്പെടും. സാമ്പത്തികം里, 里, 里 (里, 里,. ബാറ്ററി വിലയുടെ കാര്യത്തിൽ, പ്രതിവർഷം 70-35 kWh ബാറ്ററിയും, പ്രതിവർഷം 70 ~ 80 kWh ബാറ്ററിയും, ശേഷി 70 ~ 80 kWh ബാറ്ററിയും ഉണ്ട്, 2030 ലെ ചെലവ് 100 ~ 122 US ഡോളർ / kWh ആയി കുറയ്ക്കാൻ കഴിയും, EU ($ 93 / kW), എന്റെ രാജ്യം ($ 116 / kW), ജപ്പാന്റെ ($ 92 / kW) വിലയുമായി വളരെ അടുത്താണ്.

ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങളുടെയും ഇന്ധന ട്രെയിനുകളുടെയും വില തമ്മിലുള്ള അന്തരം ക്രമേണ കുറയും, പക്ഷേ ബാറ്ററിയുടെയും ഗ്യാസോലിന്റെയും വില ബോഡിയുടെ വലുപ്പത്തേക്കാൾ കൂടുതലാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്, ബാറ്ററിയുടെ വില $400 / kWh ആണ്, ഇലക്ട്രിക് കാറുകൾ വളരെ മത്സരാധിഷ്ഠിതമാണ്, ഇന്ധന വാഹനങ്ങൾ കൂടുതൽ ലാഭകരമായിരിക്കും. ഇലക്ട്രിക് കാർ ബാറ്ററികളുടെ വില കുറവാണെങ്കിൽ, പെട്രോളിന് ഉയർന്ന വിലയുണ്ടെങ്കിൽ, ദിവസേനയുള്ള മൈലേജ് കൂടുതലാണെങ്കിൽ, ചെറിയ ഇന്ധന കാറുകളേക്കാൾ ലാഭകരമായ ഒരു ചെറിയ ഇലക്ട്രിക് കാറോ പ്ലഗ്-ഇൻ ഹൈബ്രിഡ് കാറോ തിരഞ്ഞെടുക്കുക.

ഉദാഹരണത്തിന്, ബാറ്ററി വില $120 / kWh ആണ്, ഗ്യാസോലിൻ വില ഇന്നത്തേക്കാൾ കൂടുതലാണ്, ദീർഘകാല മൈലേജ് പരിഗണിക്കാതെ തന്നെ ശുദ്ധമായ ഇലക്ട്രിക് കാർ കൂടുതൽ ലാഭകരമായ തിരഞ്ഞെടുപ്പായിരിക്കും. ബാറ്ററി വില $260/kWh ആണെങ്കിൽ, മൈലേജ് പ്രതിവർഷം 35,000 കിലോമീറ്ററിൽ കൂടുതലാണെങ്കിൽ, എണ്ണവില $1.5/ലിറ്ററിൽ എത്തിയാൽ, കൂടുതൽ ലാഭകരമായ ഒരു തിരഞ്ഞെടുപ്പാണ്.

വലിയ ഇലക്ട്രിക് ബസുകൾക്ക്, ബാറ്ററി വില 260 യുഎസ് ഡോളർ / kWh ൽ കുറവാണെങ്കിൽ, ഉയർന്ന ഡീസൽ നികുതി സംവിധാനമുള്ള ഈ മേഖലയിൽ പ്രതിവർഷം 4 മുതൽ 50,000 കിലോമീറ്റർ വരെ ഓടുന്ന ഇലക്ട്രിക് ബസ് ചെലവ് കുറഞ്ഞ മത്സരക്ഷമതയുള്ളതാണ്.