भविष्य वर आहे, लिथियम आयन बॅटरी भविष्य कसे बदलतात?

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - អ្នកផ្គត់ផ្គង់ស្ថានីយ៍ថាមពលចល័ត

गेल्या काही दशकांमध्ये, इलेक्ट्रिक वाहनांचा मोठ्या प्रमाणात विकास होईल. आयईएच्या अंदाजानुसार, २०३० पर्यंत, जागतिक इलेक्ट्रिक वाहनांची हमी २०१७ मध्ये ३.७ दशलक्ष वरून १३० दशलक्ष पर्यंत वाढेल आणि वार्षिक विक्रीचे प्रमाण २ पर्यंत पोहोचेल.

१.५ दशलक्ष. या परिस्थितीत, वार्षिक नवीन बॅटरी क्षमता २०१७ मध्ये ६८ GW W11 वरून ७७५ GW पर्यंत वाढेल, ज्यापैकी ८४% बॅटरी हलक्या कारमध्ये वापरली जाईल.

माझा देश, युरोपियन युनियन, भारत आणि अमेरिकेत मागणी अनुक्रमे ५०%, १८%, १२% आणि ७% होती. गेल्या दोन दशकांमध्ये, उत्पादन स्केलच्या मोठ्या आकारासह, मुख्य इलेक्ट्रिक वाहन बॅटरीच्या लिथियम-आयन बॅटरी तंत्रज्ञानात मोठ्या प्रमाणात सुधारणा झाली आहे, किंमत झपाट्याने कमी झाली आहे, ज्यामुळे इलेक्ट्रिक वाहनांच्या किमतीची कामगिरी इंधन कारपासून सुरू होते. प्रमुख घटक १९९० पासून, लिथियम-आयन बॅटरीचा वापर ग्राहक इलेक्ट्रॉनिक्स, ऊर्जा साठवणूक (घरगुती, उपयुक्तता) आणि इलेक्ट्रिक मोटर उद्योगात मोठ्या प्रमाणावर केला जात आहे.

उत्पादन स्केलच्या आकारासह, त्याची कामगिरी मोठ्या प्रमाणात सुधारली आहे, किंमतीत लक्षणीय घट झाली आहे. भविष्य. रासायनिक पदार्थ.

ध्रुवीकरण सामग्रीमुळे बॅटरीच्या कामगिरीवर परिणाम होतो. कॅथोड मटेरियलमध्ये लिथियम निकेल मॅंगनीज कोबाल्ट (NMC), लिथियम निकेल कोबाल्ट अॅल्युमिनियम ऑक्साईड (NCA), लिथियम मॅंगनीज ऑक्साईड (LMO) आणि लिथियम आयर्न फॉस्फेट (LFP) यांचा समावेश आहे; बहुतेक एनोड मटेरियलमध्ये ग्रेफाइट, जड वाहनांमध्ये जड कार, जीवनाचे परिसंचरण, लिथियम टायटेनेट (LTO) वापरले जाते. एनएमसी आणि एनसीए तंत्रज्ञानामुळे ऊर्जेची घनता जास्त आहे, हलक्या बॅटरी बाजारात त्याचे वर्चस्व आहे; एलएफपीची ऊर्जा घनता कमी आहे, परंतु उच्च सायकल लाइफ आणि सुरक्षितता कामगिरीमुळे त्याचा फायदा झाला आहे, हे जड इलेक्ट्रिक वाहने (म्हणजे प्रवासी कार) वापरण्याची इच्छा आहे. रासायनिक साहित्य.

वेगवेगळ्या रासायनिक पदार्थांचा वापर करून बॅटरीच्या किमतींवर रासायनिक पदार्थांचा मोठा परिणाम होतो आणि त्यांच्या किमतीतील तफावत २०% पर्यंत पोहोचू शकते. बॅटरीची क्षमता आणि आकार. इलेक्ट्रिक वाहनांच्या बॅटरीची क्षमता खूप वेगळी आहे, माझ्या देशातील तीन लहान इलेक्ट्रिक वाहनांची बॅटरी क्षमता १८ आहे.

३ ~ २३ किलोवॅट प्रति तास; युरोप आणि उत्तर अमेरिकन मध्यम आकाराच्या ऑटोमोटिव्ह बॅटरीची क्षमता २३ ~ ६० किलोवॅट प्रति तास आहे; मोठ्या कारची बॅटरी क्षमता ७५ ~ १०० किलोवॅट प्रति तास आहे. बॅटरीची क्षमता जितकी जास्त असेल तितकी किंमत कमी. असा अंदाज आहे की ७० किलोवॅटच्या चायना बॅटरी युनिटची ऊर्जा किंमत ३० किलोवॅटपेक्षा २५% कमी आहे.

मशीनिंग स्केल. झांग दा यांनी स्केल इकॉनॉमी साकारण्यासाठी स्केल प्रोसेसिंग करणे हा आणखी एक महत्त्वाचा घटक आहे. सध्या, सामान्य उत्पादन श्रेणी सुमारे 0 आहे.

५ ~ ८ ज्युनवॉट/वर्ष, बहुतेक उत्पादन सुमारे ३ गिगावॉट/वर्ष आहे. २० ~ ७५ किलोवॅट प्रति तासाच्या सामान्य क्षमतेनुसार, एका इलेक्ट्रिक वाहनाची गणना केली जाते आणि एका प्लांटचे उत्पादन दरवर्षी ६०००-४००,००० बॅटरी पॅक मशीनिंग करण्याइतके असते. सध्या, जर्मनी, अमेरिका, माझा देश, भारत आणि इतर ठिकाणी मोठ्या बॅटरी कारखान्यांचे उत्पादन नव्याने सुरू आहे, ज्यामध्ये टेस्ला वर्ष 35 GW पर्यंत पोहोचते तेव्हा सुपर फॅक्टरीचा समावेश आहे.

चार्जिंगचा वेग. सध्याच्या तंत्रज्ञानामुळे ४० ते ६० मिनिटांत ८०% चार्ज होऊ शकते. या आकर्षणामुळे बॅटरी डिझाइनची जटिलता वाढली आहे, जसे की इलेक्ट्रोडची जाडी कमी करणे, ज्यामुळे बॅटरीचा खर्च वाढेल; बॅटरीची ऊर्जा घनता कमी होईल, ज्यामुळे बॅटरीचे आयुष्य कमी होईल.

अमेरिकेच्या ऊर्जा विभागाच्या विघटन विधानात ४०० किलोवॅट चार्जिंग सामावून घेण्यासाठी बॅटरीच्या डिझाइनमध्ये बदल केल्याने बॅटरीच्या किमती वाढतील. भौतिक क्रांतीचा मुख्य कल IEA च्या विघटनावर आधारित असेल आणि वीस वर्षांत लिथियम-आयन बॅटरी अजूनही वर्चस्व गाजवेल, परंतु त्यातील रासायनिक पदार्थ हळूहळू बदलतील. २०२५ पूर्वी, कमी कोबाल्ट, उच्च ऊर्जा घनता आणि कॅथोड लिथियम निकेल मॅंगनीज कोबाल्ट (NMC) ८११ इत्यादी असलेल्या लिथियम आयन बॅटरीची एक नवीन पिढी.

मोठ्या प्रमाणात उत्पादनात प्रवेश करेल. ग्रेफाइट एनोडमध्ये, थोड्या प्रमाणात सिलिकॉन जोडले जाते आणि ऊर्जा घनता 50% ने वाढवता येते, तर जास्त व्होल्टेज सहन करू शकणारे इलेक्ट्रोलाइट मीठ देखील कार्यक्षमता सुधारण्यास मदत करेल. २०२५ ते २०३० या कालावधीत, लिथियम धातू हा कॅथोड आहे, एनोडसाठी ग्रेफाइट/सिलिकॉन संमिश्र पदार्थ, लिथियम आयन बॅटरी, डिझाइन टप्प्यात प्रवेश करू शकते आणि ऊर्जा घनता आणि बॅटरी सुरक्षितता सुधारण्यासाठी घन इलेक्ट्रोलाइट्स देखील सादर करू शकते.

याव्यतिरिक्त, लिथियम आयन तंत्रज्ञानाची जागा इतर ऊर्जा घनतेद्वारे घेतली जाऊ शकते आणि लिथियम हवा, लिथियम सल्फर इत्यादींनी सैद्धांतिक खर्च कमी केला जाऊ शकतो. तथापि, या तंत्रज्ञानाचा विकास स्तर अजूनही खूपच कमी आहे आणि प्रत्यक्ष कामगिरीची अद्याप चौकशी सुरू आहे. २६ जुलै २०१८ रोजी नेचर जर्नलमध्ये प्रकाशित झालेल्या "टेनयर्सलेफ्टटोरेडिझाईनलिथियम-आयनबॅटरीज" या लेखात लिथियम-आयन बॅटरीची कार्यक्षमता आणि किंमत यांचा विकास मंदावल्याचे निदर्शनास आणून देण्यात आले आहे.

वरील समस्येमुळे निर्माण झालेल्या घट्टपणामध्ये हे समाविष्ट आहे: इलेक्ट्रोड मटेरियलच्या क्रिस्टल रचनेत, साठवता येणारे चार्जचे प्रमाण सैद्धांतिक कमाल मर्यादेपर्यंत पोहोचण्यासाठी जलद आहे; बाजारपेठेतील वाढ मोठ्या प्रमाणात किमतीत कपात आणणे कठीण आहे. त्याहून वाईट म्हणजे, कोबाल्ट आणि निकेल सारखे इलेक्ट्रोड मटेरियल खूपच दुर्मिळ आहे आणि त्याची किंमतही महाग आहे. जर कोणताही नवीन बदल झाला नाही, तर २०३० ~ २०३७ (किंवा त्यापूर्वी) मध्ये कोबाल्ट आणि निकेलची मागणी वाढण्याची अपेक्षा आहे.

जास्त उत्पन्न. दुसरीकडे, लोखंड, तांबे, तांबे यासारखे नवीन पर्यायी इलेक्ट्रोड साहित्य अद्याप प्राथमिक संशोधनाच्या टप्प्यात आहे. या लेखात साहित्य शास्त्रज्ञ, अभियंते आणि निधी देणाऱ्या संस्थांना लोह, तांबे आणि इतर साठ्यांसारख्या पदार्थांवर आधारित इलेक्ट्रोड पदार्थांवर संशोधन वाढवण्याचे आवाहन केले आहे.

अन्यथा, इलेक्ट्रिक वाहनांच्या मोठ्या प्रमाणात विकासावर मर्यादा येतील. आर्थिक 掂 掂 影响 因 紧 因 因 因 因 因 : 程 : 程 : 里 行 里 里 里 里 (里 里 里里, 里, 里 (里, 里,. बॅटरीच्या किमतींबद्दल बोलायचे झाले तर, अशी बॅटरी आहे जी ७०-३५ kWh/वर्ष आहे, बॅटरीची क्षमता ७० ~ ८० kWh/वर्ष आहे, आणि बॅटरी क्षमतेची किंमत ७० ~ ८० kWh आहे, आणि २०३० ची किंमत १०० ~ १२२ US डॉलर्स/kWh पर्यंत कमी केली जाऊ शकते, EU ($९३ / kW), माझा देश ($११६ / kW) आणि जपान ($९२ / kW) च्या किमतीच्या अगदी जवळ आहे.

इलेक्ट्रिक वाहने आणि इंधन गाड्यांच्या किमतीतील तफावत हळूहळू कमी होईल, परंतु बॅटरी आणि पेट्रोलची किंमत शरीराच्या आकारापेक्षा जास्त असेल. उदाहरणार्थ, बॅटरीची किंमत $४००/kWh इतकी आहे, इलेक्ट्रिक कार खूप स्पर्धात्मक आहेत आणि इंधनावर चालणारी वाहने अधिक किफायतशीर असतील. जर इलेक्ट्रिक कारच्या बॅटरीची किंमत कमी असेल, पेट्रोलची किंमत जास्त असेल आणि दैनंदिन मायलेज जास्त असेल, तर लहान इंधनावर चालणाऱ्या कारपेक्षा किफायतशीर असलेल्या लहान इलेक्ट्रिक कार किंवा प्लग-इन हायब्रिड कार निवडा.

उदाहरणार्थ, बॅटरीची किंमत $120/kWh आहे, पेट्रोलची किंमत आजच्यापेक्षा जास्त आहे, तर दीर्घकालीन मायलेज काहीही असो, शुद्ध इलेक्ट्रिक कार हा अधिक किफायतशीर पर्याय असेल. जर बॅटरीची किंमत $२६०/kWh असेल, मायलेज ३५,००० किलोमीटर/वर्षापेक्षा जास्त असेल, तेलाची किंमत $१.५/लिटरपर्यंत पोहोचली असेल, तर हा अधिक किफायतशीर पर्याय आहे.

मोठ्या इलेक्ट्रिक बसेससाठी, जर बॅटरीची किंमत २६० अमेरिकन डॉलर्स/kWh पेक्षा कमी असेल, तर ४ ते ५०,००० किलोमीटर/वर्षापर्यंतच्या इलेक्ट्रिक बसची किंमत उच्च डिझेल कर प्रणाली असलेल्या प्रदेशात स्पर्धात्मक असते.